2013 Fiscal Year Annual Research Report
有芯小胞トラフィッキング異常による精神・神経疾患モデルマウスの解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Generation of synapse-neurocircuit pathology |
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| Project/Area Number |
25110707
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
定方 哲史 群馬大学, 先端科学研究指導者育成ユニット, 助教 (90391961)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | autism / trafficking / exocytosis |
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| Research Abstract |
CAPS2 (Ca2+-dependent activator protein for secretion 2)は，有芯小胞の分泌に関与するCAPS1のホモログであり，小脳においてBDNF (Brain-derived neurotrophic factor)を含む顆粒の分泌に関与していることなどが知られている．また，申請者らのヒト自閉症患者の血中におけるCAPS2の発現解析の結果から，自閉症患者特異的にCAPS2のexon 3がスキップしていることが明らかになってきた。申請者は今回CAPS2 exon 3 のみがスキップを起こす自閉症モデルマウスを作製した。CAPS2 exon 3スキップマウスの行動解析により，様々な自閉症様行動を示すことが分かってきた。
１）オープンフィールドにおいて，新奇物体を置いたときに，行動量の低下や，新奇物体への接触の低下が見られた。２）高架式十字迷路において，不安が高進していた。３）回転かごにおいて，恒暗状態ではサーカディアンリズムが消失するケースが見られた。４）オープンフィールドを用いた社会性相互作用テストにおいて，社会性相互作用の低下が見られた。５）母マウスの哺育行動に異常が見られた。
さらにこのマウスの解剖学的解析により，BDNFやクロモグラニンのトラフィッキングの異常やゴルジ体の形態異常が示された．電気生理学的解析においては，paired-pulse facilitationに異常が見られた．以上より，このマウスは自閉症モデルマウスとして有用で
あることが示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
提出した研究計画においては、平成２５年度は主にCAPS2 exon 3スキップマウスの解析を中心に行い、平成２６年度はライソゾーム病モデルマウスの解析を中心に行うとした。CAPS2 exon 3スキップマウスに関しては、解析が終了し、以下の論文にて発表済みである。
Tetsushi Sadakata, Wataru Kakegawa, Yo Shinoda, Mayu Hosono, Ritsuko Katoh-Semba, Yukiko Sekine, Yumi Sato, Mika Tanaka, Takuji Iwasato, Shigeyoshi Itohara, Kenichiro Furuyama, Yoshiya Kawaguchi, Yasuki Ishizaki, Michisuke Yuzaki, Teiichi Furuichi. CAPS1 deficiency perturbs dense-core vesicle trafficking and Golgi structure and reduces presynaptic release probability in the mouse brain.
Journal of Neuroscience. 33 (44), p17326-17334 (2013)
また、ライソゾーム病モデルマウスの解析に関しては、解剖学的解析、行動学的解析の他、マイクロアレイによる解析も終了済みである。
以上より、当初の研究計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度はライソゾーム病モデルマウスの解析を中心に行う。また、CAPS2に関しては、結合タンパク質を中心としたさらなる展開を行う。
●CAPS結合タンパク質の共発現によるクロモグラニン, BDNFの輸送・分泌への影響、RNA干渉による結合タンパク質の発現抑制の効果を調べる事で、相互作用の機能的な役割を解明する。このうち変化が得られたものに関しては、CAPS2 exon 3スキップマウスへの投与など、より直接的に治療の可能性について検討する。●ライソゾーム病の患者に投与されるβ遮断薬や抗てんかん薬を作製したモデルマウスに投与し、振戦に関する形質の変化を定量評価する。●ライソゾーム病モデルマウスの多動性、常同行動、不安行動、社会性行動、サーカディアンリズム等の基本的な行動形質を解析する。●ライソゾーム病モデルマウスに関して、アデノ随伴ウイルスによりクラス II ARFタンパク質を本マウスで強制発現させ、発現部位と症状の改善の対応関係を大量のマウスを用いて行う。●ライソゾーム病モデルマウスの脳波解析および筋電図の解析を行い、振戦原性域の特定、振戦に伴う大脳・海馬における異常脳波の解析、および上記薬剤の影響を評価する。●クラス II ARFタンパク質の欠失による細胞内のトラフィッキング異常を、蛍光タンパク質を用いたTime-Lapseイメージングにより、明らかにする。ターゲットとするタンパク質はゴルジ体とライソゾーム間を輸送される各種タンパク質とする。
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[Journal Article] CAPS1 deficiency perturbs dense-core vesicle trafficking and Golgi structure and reduces presynaptic release probability in the mouse brain.2013
Author(s)
Tetsushi Sadakata, Wataru Kakegawa, Yo Shinoda, Mayu Hosono, Ritsuko Katoh-Semba, Yukiko Sekine, Yumi Sato, Mika Tanaka, Takuji Iwasato, Shigeyoshi Itohara, Kenichiro Furuyama, Yoshiya Kawaguchi, Yasuki Ishizaki, Michisuke Yuzaki, Teiichi Furuichi
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Journal Title
Journal of Neuroscience.
Volume: 33
Pages: 17326-17334
DOI
Peer Reviewed
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