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CDKL5/CDKL3変異によるてんかん・精神遅滞の病態解明と遺伝子治療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K07784
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関東京大学

研究代表者

田中 輝幸  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (10246647)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードCDKL5 / てんかん / 精神運動発達遅滞 / 遺伝子治療 / アデノ随伴ウイルス / ノックインマウス / ノックアウトマウス / アデノ随伴ウイルスベクター / 神経発達障害 / CDKL3
研究成果の概要

SynIプロモーターでhCDKL5を発現するAAVベクターを数種類作製し、Cdkl5 KOマウス脳へのAAV投与によるCDKL5遺伝子導入効率を定量化した。CDKL5キナーゼ活性欠失を来すCDKL5ミスセンス変異モデルCdkl5キナーゼ活性欠失ノックインマウスを作製し、網羅的行動テストにより異常表現型を同定、大脳皮質in vivo広域カルシウムイメージングにより大脳機能的結合の障害を同定、脳波解析によりガンマ波パワースペクトラムの異常を同定した。CDKL5欠損症に対する遺伝子治療の概念実証モデルとして、任意の時点で変異型CDKL5発現マウスを野生型同等マウスに変換可能なモデルマウスを作製した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

CDKL5欠損症に対するCDKL5遺伝子補充療法の前臨床試験をCdkl5 KOマウスを用いて行った。効果的な遺伝子補充に適したアデノ随伴ウイルス (AAV) ベクターを得るため数種類のAAVベクターを作製して効果を比較検討した。CDKL5遺伝子の病因変異のうちの、キナーゼ活性のみ欠失したCDKL5を発現するタイプのモデル動物として、CDKL5活性欠失マウスを作製し、その表現型を網羅的行動解析、in vivo大脳皮質広域カルシウムイメージング、脳波解析などにより多次元的に同定した。更に遺伝子補充療法の効果の概念実証のために、任意の時点で正常型マウスに変換可能なCdkl5機能喪失マウスを作製した。

報告書

(4件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] 発達障害の生物学的背景2019

    • 著者名/発表者名
      田中輝幸
    • 雑誌名

      Modern Physician

      巻: 39 ページ: 1106-1108

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Comprehensive behavioral analysis of the Cdkl5 knockout mice revealed significant enhancement in anxiety- and fear-related behaviors and impairment in both acquisition and long-term retention of spatial reference memory2018

    • 著者名/発表者名
      Okuda Kosuke、Takao Keizo、Watanabe Aya、Miyakawa Tsuyoshi、Mizuguchi Masashi、Tanaka Teruyuki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 13 号: 4 ページ: e0196587-e0196587

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0196587

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] In vivo wide-field Ca2+ imaging of the cortical spontaneous activity in the Cdkl5 mutant mice reveals altered functional connectivity upon the loss-of-function of CDKL52021

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Tanaka, Toshiki Nomura, Tomonari Murakami, Kumiko Saitou, Kenichi Ohki
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Global Connectome 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluating the cortical functional connectivity in Cdkl5 mutant mice by in vivo wide-field Ca2+ imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Tanaka, Toshiki Nomura, Tomonari Murakami, Kumiko Saitou, Kenichi Ohki, Masashi Mizuguchi
    • 学会等名
      第62回日本小児神経学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivo wide-field Ca2+ imaging of the cortical spontaneous activity in the Cdkl5 mutant mice reveals altered functional connectivity upon the loss-of-function of CDKL52020

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Nomura, Tomonari Murakami, Kumiko Saitou, Kenichi Ohki, Teruyuki Tanaka
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] In vivo大脳皮質広域カルシウムイメージングによる CDKL5機能欠損マウス脳における機能的結合性の変化の同定2020

    • 著者名/発表者名
      田中輝幸、野村俊貴、村上知成、斉藤久美子、大木研一
    • 学会等名
      第50回日本神経精神薬理学会年会・42回日本生物学的精神医学会 年会・第4回日本精神薬学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Assessing functional connectivity in the brain upon the loss of CDKL5 by the in vivo wide-field Ca2+ imaging of cerebral cortices of the Cdkl5 mutant mice, and by the resting-state fMRI analysis of CDD patients2020

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Tanaka, Toshiki Nomura
    • 学会等名
      2020 CDKL5 Forum
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Pre-clinical study of the CDKL5 gene replacement therapy tested on the Cdkl5 knockout mouse2019

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Tanaka, Elizabeth Zheng, Shin-ichi Muramatsu, Masashi Mizuguchi1
    • 学会等名
      第61回日本小児神経学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CDKL5欠損症の病態機序と治療法の解明を目指す私たちの研究2019

    • 著者名/発表者名
      田中輝幸
    • 学会等名
      第12回全国てんかんリハビリテーション研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Can the gene replacement rescue the synaptic and behavioral phenotypes of mice deficient in Cyclin-dependent kinase-like 5 (CDKL5)?2019

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Tanaka, Elizabeth Zheng, Shin-ichi Muramatsu, Masashi Mizuguchi
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Dissecting the Cdkl5 mutant mice at the macroscopic, microscopic, and mesoscopic levels2019

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Tanaka
    • 学会等名
      2019 CDKL5 Workshop in Asia
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CDKL5 controls synaptic localization of GluN2B-NMDA receptors and regulates seizure susceptibility2018

    • 著者名/発表者名
      田中輝幸, 奥田耕助, 小林静香, 深谷昌弘, 渡邉紀, 村上拓冬, 萩原舞, 阪上洋行, 真鍋俊也, 水口雅
    • 学会等名
      第60回日本小児神経学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Comprehensive behavioral analysis of the Cdkl5 knockout mice revealed significant enhancement in anxiety- and fear-related behaviors, unique alteration in depressive-like behaviors and social interaction, and impairment in both acquisition and long-term retention of spatial reference memory2018

    • 著者名/発表者名
      田中輝幸, 奥田耕助, 高雄 啓三, 渡邉 紀, 水口 雅, 宮川 剛
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Cdkl5 KOマウスのシナプス・行動学的解析:難治性てんかんを伴う神経発達障害CDKL5欠損症の病態機序と治療法の解明をめざして2018

    • 著者名/発表者名
      田中輝幸
    • 学会等名
      立命館大学薬学部セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CDKL5 controls postsynaptic localization of GluN2B-containing NMDA receptors in the hippocampus, and regulates seizure susceptibility, emotional behaviors, and memory2018

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Tanaka, Kosuke Okuda, Shizuka Kobayashi, Takuto Murakami, Masahiro Fukaya, Keizo Takao, Aya Watanabe, Mai Hagiwara, Hiroyuki Sakagami, Masashi Mizuguchi, Tsuyoshi Miyakawa, Toshiya Manabe
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia - Latest Advances in Development & Function of Neuronal Circuits -
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comprehensive behavioral analysis of the Cdkl5 KO mice revealed significant enhancement in anxiety- and fear-related behaviors, alteration in depressive-like behaviors and social interaction, and impairment in both acquisition and long-term retention of spatial reference memory2018

    • 著者名/発表者名
      Teruyuki Tanaka, Kosuke Okuda, Keizo Takao, Aya Watanabe, Masashi Mizuguchi, Tsuyoshi Miyakawa
    • 学会等名
      2018 CDKL5 Forum in London
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-03-23  

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