ENU変異マウスを用いた行動異常発症に関わる遺伝子の機能解析

• 研究課題/領域番号: 20016013
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 藤田保健衛生大学 (2009); 京都大学 (2008)
• 研究代表者: 宮川 剛 藤田保健衛生大学, 総合医科学研究所, 教授 (10301780)
• 研究分担者: 高雄 啓三 京都大学, 医学研究科, 講師 (80420397)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 8,600千円 (直接経費: 8,600千円); 2009年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円); 2008年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
• キーワード: gene-drivenミュータジェネシス / ENU変異マウス / 網羅的行動テスト / 統合失調症 / 精神疾患 / 遺伝子改変マウス / 脳・神経 / 行動テストバッテリー / 遺伝子 / 行動学 / ゲノム

研究概要

αCaMKIIヘテロノックアウトマウスは、精神疾患様の顕著な行動異常を示し、脳の海馬歯状回の神経細胞が未成熟なままであることが研究代表者からの研究で明らかになっている。本年度は、理研で開発されたENU変異マウスを活用することにより、どのような遺伝子のどのような変異が精神疾患様の行動異常及び未成熟歯状回という中間表現型に重要な役割をはたすのか検討することを目的として以下の研究を進めた。
1. カルシニューリン関連遺伝子のうちCaMKIIB、Dynamin遺伝子については、理研のgene-driven法のスクリーニングによりアミノ酸置換変異が3種類(系統)見いだされた。現在、これらは遺伝子機能の面と一次スクリーニングの結果を検討中で、今後、優先度の高いものから入手して繁殖を進める。
2. 理研のphenotype-driven法による一次スクリーニングにおいて、顕著な行動異常があるとされたM100073, M100786, M100914, M100934の4系統については、精子stockを入手して人工受精・胚移植技術を用いて個体に戻し、行動実験用マウスを準備する繁殖を進め、3月末までに4系統あわせて100匹程度の行動実験用マウスを得た。
3. ヒトの精神疾患感受性遺伝子として注目されるDISC1遺伝子については、鬱病モデルQ31L変異マウス、統合失調症モデルL100P変異マウスなど3系統を入手した。Q31L, L100Pマウスについては交配用ヘテロマウスの繁殖を進め、もう1系統は戻し交配を進めている。
以上のマウスの繁殖は、ピーク時期が重ならないように自然交配と人工受精・胚移植の方法を組み合わせて計画的にマウスを増やしており、必要数の成体マウスが得られ次第、順次、網羅的行動解析と未成熟歯状回の検討を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Mice with altered myelin proteolipid protein gene expression display cognitive deficits accompanied by abnormal neuron-glia interactiohs and decreased conduction velocities (2010)
  • 著者名/発表者名: Tanaka et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 26 ページ: 8363-71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive behavioral analysis of calcium/calmodulin-dependent protein kinase IV knockout mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Takao et al.
  • 雑誌名: PLoS ONE 5(3)
  • 査読あり
• [雑誌論文] SDOP-DB : A comparative standardised-protocol database for mouse phenotypic analyses (2010)
  • 著者名/発表者名: Tamaka et al.
  • 雑誌名: Bioinformatics 15 ページ: 1133-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abnormal behavior in a chromosome- engineered mouse model for human 15q11-13 duplication seen in autism (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakatani J et al.
  • 雑誌名: Cell 137 ページ: 1235-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive behavioral phenotyping of ryanodine receptor type 3(RyR3)knockout mice : decreased social contact duration in two social interaction tests (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuo N et al.
  • 雑誌名: Frontiers in Behavioral Neuroscience 3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abnormal social behavior, hyperactivity, impaired remote spatial memory, and increased D1-mediated dopaminergic signaling in neuronal nitric oxide synthase knockout mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanda et al.
  • 雑誌名: Molecular Brain 2 ページ: 19-19
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neural activity changes underlying the working memory deficit in alpha-CaMKII heterozygous knockout mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuo et al.
  • 雑誌名: Frontiers in Behavioral Neuroscience 3 ページ: 20-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of calpain increases LIS1 expression and partially rescues in vivo phenotypes in a mouse model of lissencephaly (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamada et al.
  • 雑誌名: Nature Medicine 15(10) ページ: 1202-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nardilysin regulates axonal maturation and myelination in the central and peripheral nervous system (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohno et al.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 12 ページ: 1506-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abnormalities in brain structure and behavior in GSK-3α mutant mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Kaidanovich-Beilin et al.
  • 雑誌名: Molecular Brain 2(1) ページ: 35-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dissection of hippocampal dentate gyrus from adult mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Hagihara et al.
  • 雑誌名: Journal of Visualized Experiments 33
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ischemia-induced neurogenesis of neocortical layer 1 progenitor cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohira et al.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 13(2) ページ: 173-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Smaller dendritic spines, weaker synaptic transmission butenhanced spatial learning in mice lacking shank1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Hung, AY., Futai, K., Sala, C., Valtschanoff, JG., Ryu, J., Burgoon, M., Kidd, FL., Sung, CC., Miyakawa, T., Bear, MF., Weinberg, RJ., and Shene. M
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28(7) ページ: 1697-1708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased social interaction in mice deficient of the striatal medium spiny neuron-specific phosphodiesterase 10A2 (2008)
  • 著者名/発表者名: Sano, H., Nagai, Y., Miyakawa, T., Shigemoto, R., Yokoi, M
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 105 ページ: 546-556
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased anxiety-like behavior in neuropsin(kallikrein-related peptidase 8)gene-deficient mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Horii, Y., Yamasaki, N. , Miyakawa, T., and Shiosaka, S
  • 雑誌名: Behavioral Neuroscience 122(3) ページ: 498-504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Down-regulation of protocadherin-_, A isoforms in mice changescontextual fear conditioning and spatial working memory (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, E., Hamada, S., Hasegawa, S., Katori, S., Sanbo, M., Miyakawa, T., Yamamoto, T., Yamamoto, H., Hirabayashi, T., Yagi, T
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 28(7) ページ: 1362-76
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mice lacking the schizophrenia-associated protein FEZ1 manifest hyperactivity and enhanced responsiveness to psychostimulants (2008)
  • 著者名/発表者名: Sakae, N. , Yamasaki, N., Kitaichi, K., Fukuda, T, Yamada, M., Yoshikawa, H., Hiranita, T., Tatsumi, Y., Kira, J., Yamamoto, T., Miyakawa, T., Nakayama, KI
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 17(20) ページ: 3191-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of YWHAE, a gene encoding 14-3-3epsilon, as apossible susceptibility gene for schizophrenia (2008)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, M., Hikita, T., Taya, S., Uraguchi-Asaki, J., Toyo-oka, K., Wynshaw-Boris, A., Ujike, H., Inada, T., Takao, K., Miyakawa, T., Ozaki, N., Kaibuchi, K., Iwata, N
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 17(20) ページ: 3212-22
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of continuous neurogenesis in the structural andfunctional integrity of the adult forebrain (2008)
  • 著者名/発表者名: Imayoshi, I., Sakamoto, M., Ohtsuka, T., Takao, K., Miyakawa, T., Yamaguchi, M., Mori, K., Ikeda, T., Itohara, S., Kageyama, R
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 11(10) ページ: 1153-61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mice lacking the kf-1 gene exhibit increased anxiety- but notdespair-like behavior (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsujimura, A., Matsuki, M., Takao, K., Yamanishi, K., Miyakawa, T., and Hashimoto-Gotoh, T
  • 雑誌名: Frontiers in Behavioral Neuroscience 2 ページ: 4-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alpha-CaMKII deficiency causes immature dentate gyrus, a novelcandidate endophenotype of psychiatric disorders (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, N., Maekawa, M., Kobayashi, K., Kajii, Y., Maeda, J., Soma, M., Takao, K., Tanda, K., Ohira, K., Toyama, K., Kanzaki, K., Fukunaga, K., Sudo, Y., Ichinose, H., Ikeda, M., Iwata, N. , Ozaki, N., Suzuki, H., Higuchi, M., Suhara, T., Yuasa, S., Miyakawa, T
  • 雑誌名: Molecular Brain 1 ページ: 6-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive behavioral phenotyping of calpastatin-knockout mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakajima, R., Takao, K., Huang, SM., Takano, J., Iwata, N., Miyakawa, T., Saido, TC
  • 雑誌名: Molecular Brain 1 ページ: 7-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired long-term memory retention and working memory in sdymutant mice with a deletion in Dtnbp1, a susceptibility genefor schizophrenia (2008)
  • 著者名/発表者名: Takao, K., Toyama, K., Nakanishi, K., Hattori, S., Takamura, H., Takeda, M., Miyakawa, T., and Hashimoto, R
  • 雑誌名: Molecular Brain 1 ページ: 11-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Normal mitochondrial respiratory function is essential forspatial remote memory in mice (2008)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, D., Nakada, K., Takao, K., Ogasawara, E., Kasahara, A., Sato, A., onekawa, H., Miyakawa, T., Hayashi, J
  • 雑誌名: Molecular Brain 1 ページ: 21-21
  • 査読あり
• [学会発表] Omics analysis of immature dentate gyrus : Possible mechanisms underlying maturation failure of granule cells (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮川剛
  • 学会等名: 4^<th> International Conference of Neurons and Brain Disease
  • 発表場所: トロント、カナダ
• [学会発表] Deletion of Schnurri-2 causes abnormal behaviors related to psychiatric disorders and failure in the maturation of the dentate granule cells in mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Takao, K., Kobayashi, K., Hagihara, H., Ohira, K., Yamasaki, N., Komada, M., Toyama, K., Takagi, T., Ishii, S., Miyakawa, T.
  • 学会等名: 第36回国際生理学会世界大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 精神疾患の中間表現型としての未成熟歯状回 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮川剛
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] alpha-CaMKIIヘテロ欠損マウスとShn2欠損マウスの海馬のプロテオミクス解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 萩原英雄、高雄啓三、遠山桂子、中村政志、高崎昭彦、橋本敬一郎、林宣宏、宮川剛
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] α-CaMKIIヘテロ欠損マウスの海馬遺伝子発現パターン解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高雄啓三、宮川剛
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] カルシニューリン抑制因子Zaki-4 Tgマウスの行動解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 遠山桂子、山崎信幸、高雄啓三、宮川剛
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Abnormal social behavior, hyperactivity, impaired remote spatial memory, and increased D1-mediated dopaminergic signaling in neuronal nitric oxide synthase knockout mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Takao, K., Tanda, K., Matsuo, N., Nakanishi, K., Toyama, K., Yamasaki, N., Sugimoto, T., Nishi, A., Miyakawa, T.
  • 学会等名: Neuroscience 2009
  • 発表場所: シカゴ、アメリカ
• [学会発表] 精神疾患の中間表現型としての未成熟歯状回 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮川剛
  • 学会等名: 第19回日本臨床精神神経薬理学会・第39回日本神経精神薬理学会 合同年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 精神疾患の中間表現型としての未成熟歯状回 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宮川剛
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜