T型カルシウムチャネル異常が引き起こす神経細胞死の病態機序解明

• 研究課題/領域番号: 19K17014
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分52020:神経内科学関連
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 國井 美紗子 横浜市立大学, 医学部, 助教 (80725200)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: CACNA1G variant / patch-clamp / VGCCs / CACNA1G variants / RNA-Seq / CACNA1G / パッチクランプ / てんかん

研究開始時の研究の概要

CACNA1GはCaチャネルの一つである CaV3.1をコードする遺伝子である。我々は重度発達障害・てんかんの小児患者よりCACNA1Gの遺伝子変異を数種類同定した。一方で成人の常染色体優性脊髄小脳変性症患者においてもCACNA1Gの遺伝子変異を同定し、モデルマウスを作成し解析してきた。その結果、発達障害・てんかんの小児患者でみられた変異と、成人脊髄小脳変性症でみられた変異ではそれぞれCaチャネルの電気生理学的性質が異なることを見い出した。本研究は、その機能変化を培養細胞やモデルマウスを用いてCaイオンの挙動の面から検討することで、疾患の分子病態機構の解明を目指すものである。

研究成果の概要

我々は小児てんかん・精神発達障害患者で同定された3種類のCACNA1Gのde novo変異に対し，培養細胞を用いた電気生理学的検討を行った．既報告のあるAla961ThrとMet1531Valに加え，病的変異の可能性のあるIle1273Pheの検討を加えて解析をした．パッチクランプによる一般的な解析に加え，oscillationという現象についての実験も行った．これまでに報告のないIle1273Phe変異においては，これらの解析にて有意な差を認めなかった．Ile1273Phe変異を持つ患者は既知の変異をもつ患者にくらべ，臨床症状が軽いことを反映する結果と考えた．

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は新規変異の可能性があるIle1273Pheをもつ症例について臨床症状，検査所見などを含め詳細に報告した．培養細胞を用いた電気生理学的検討ではIle1273Phe変異によるCa電流の異常は今回検出できなかったが，臨床症状が他の変異より軽いことを反映しているものと考えた．CACNA1G変異は，これまでに報告されている良性のてんかんや脊髄小脳変性症，小児発症の小脳萎縮症のみならず，West症候群，Rett症候群様発達障害等の幅広い疾患スペクトラムを形成している可能性を示した．これによりチャネルの変異によっておこる疾患，いわゆるチャネオパチーという疾患概念の理解がさらに進展するものと考えられる．

研究成果

• [雑誌論文] De novo CACNA1G variants in developmental delay and early-onset epileptic encephalopathies (2020)
  • 著者名/発表者名: Misako Kunii, Hiroshi Doi, Shunta Hashiguchi, Toyojiro Matsuishi, Yasunari Sakai, Mizue Iai, Masaki Okubo, Haruko Nakamura, Keita Takahashi, Atsuko Katsumoto, Mikiko Tada, Hideyuki Takeuchi, Taro Ishikawa, Noriko Miyake, Hirotomo Saitsu, Naomichi Matsumoto, Fumiaki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of the Neurological Sciences 巻: 416 ページ: 117047-117047
  • DOI: 10.1016/j.jns.2020.117047
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-read Sequencing Identifies the Pathogenic Nucleotide Repeat Expansion in RFC1 in a Japanese Case of CANVAS (2020)
  • 著者名/発表者名: Haruko Nakamura, Hiroshi Doi, Satomi Mitsuhashi, Satoko Miyatake, Kazutaka Katoh, Martin C Frith, Tetsuya Asano, Yosuke Kudo, Takuya Ikeda, Shun Kubota, Misako Kunii, Yu Kitazawa, Mikiko Tada, Mitsuo Okamoto, Hideto Joki, Hideyuki Takeuchi, Naomichi Matsumoto, Fumiaki Tanaka
  • 雑誌名: Journal of Human Genetics 巻: 65 号: 5 ページ: 475-480
  • DOI: 10.1038/s10038-020-0733-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CCR2 is localized in microglia and neurons, as well as infiltrating monocytes, in the lumbar spinal cord of ALS mice. (2020)
  • 著者名/発表者名: Komiya H, Takeuchi H (責任著者), Ogawa Y, Hatooka Y, Takahashi K, Katsumoto A, Kubota S, Nakamura H, Kunii M, Tada M, Doi H, Tanaka F
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 13 号: 1 ページ: 64-64
  • DOI: 10.1186/s13041-020-00607-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel <i>VRK1</i> Mutations in a Patient with Childhood-onset Motor Neuron Disease (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamaura Genpei、Higashiyama Yuichi、Kusama Kaori、Kunii Misako、Tanaka Kenichi、Koyano Shigeru、Nakashima Mitsuko、Tsurusaki Yoshinori、Miyake Noriko、Saitsu Hirotomo、Iwahashi Yukiko、Joki Hideto、Matsumoto Naomichi、Doi Hiroshi、Tanaka Fumiaki
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 58 号: 18 ページ: 2715-2719
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.2126-18
  • NAID: 130007706950
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • 年月日: 2019-09-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ataxic phenotype with altered CaV3.1 channel property in a mouse model for spinocerebellar ataxia 42 (2019)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi S, Doi H, Kunii M, Nakamura Y, Shimuta M, （32名略） Ishikawa T, Tanaka F
  • 雑誌名: Neurobiology of Disease 巻: 130 ページ: 104516-104516
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2019.104516
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] GGC Repeat Expansion of NOTCH2NLC in Adult Patients with Leukoencephalopathy (2019)
  • 著者名/発表者名: Okubo Masaki、Doi Hiroshi、et al.
  • 雑誌名: Annals of Neurology 巻: 86 号: 6 ページ: 962-968
  • DOI: 10.1002/ana.25586
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Proteomic analysis of exosome-enriched fractions derived from cerebrospinal fluid of amyotrophic lateral sclerosis patients (2019)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Noriko、Doi Hiroshi、Kurata Yoichi、Kagawa Hiroyuki、Atobe Yoshitoshi、Funakoshi Kengo、Tada Mikiko、Katsumoto Atsuko、Tanaka Kenichi、Kunii Misako、Nakamura Haruko、Takahashi Keita、Takeuchi Hideyuki、Koyano Shigeru、Kimura Yayoi、Hirano Hisashi、Tanaka Fumiaki
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: in press ページ: 30487-0
  • DOI: 10.1016/j.neures.2019.10.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Adult-onset vocal cord paralysis in slow-channel congenital myasthenic syndrome (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Haruko、Komiya Hiroyasu、Uematsu Eri、Nakae Yoshiharu、Tanaka Kenichi、Kunii Misako、Tada Mikiko、Joki Hideto、Koyano Shigeru、Matsumoto Naomichi、Doi Hiroshi、Takeuchi Hideyuki、Tanaka Fumiaki
  • 雑誌名: Neurology: Clinical Practice 巻: 9 号: 5
  • DOI: 10.1212/cpj.0000000000000599
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] De novo CACNA1G mutations in neurodevelopmental disorders (2019)
  • 著者名/発表者名: Misako Kunii
  • 学会等名: 第60回日本神経学会学術大会
• [学会発表] The effects of identified CACNA1G mutations on channel functions in neurodevelopmental disorders (2019)
  • 著者名/発表者名: Misako Kunii
  • 学会等名: 第42回日本神経科学大会