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小頭症責任分子PLEKHG2が大脳皮質・海馬形成に果たす役割と病態形成機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K22888
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0902:内科学一般およびその関連分野
研究機関愛知県医療療育総合センター発達障害研究所

研究代表者

西川 将司  愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 分子病態研究部, リサーチレジデント (00871758)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード神経発達 / 発達障害 / 細胞骨格 / シグナル伝達 / Gタンパク質 / 知的障害 / G蛋白質 / Rho / RhoGEF / 神経細胞発達 / マウス組織 / 発現解析 / 知的障害(ID) / 小頭症
研究開始時の研究の概要

知的障害(ID)を伴う小頭症の原因分子であるPLEKHG2は、脳構造形成・発達に必須の役割を果たすことが確実視される。しかしながら、PLEKHG2が中枢神経発達で果たす役割は全く不明であり、その遺伝子変異がID・小頭症を引き起こす分子病態機構も未解明である。そこで、PLEKHG2の生理機能、および、遺伝子変異を原因とする病態の分子基盤の解明を目指し、PLEKHG2が大脳皮質・海馬形成に果たす役割と病態形成機構を解析する。

研究成果の概要

本研究では、PLEKHG2の変異(c.610C > T/p.Arg204Trp)が、小頭症を伴う知的障害を引き起こす病態機構を解析した。具体的には、生化学的分析により、当変異は機能喪失型であることを明らかにすると共に、マウス子宮内胎仔脳電気穿孔法により神経細胞内のPLEKHG2を発現抑制(病態を模倣)したことで、PLEKHG2→Rac/Cdc42→PAK1シグナルが神経細胞の軸索・樹状突起・スパイン形成過程に重要であり、変異によるシグナル不全が神経細胞の分化障害を引き起こすことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によって、PLEKHG2変異(c.610C > T/p.Arg204Trp)による小頭症・知的障害の病態メカニズムは、PLEKHG2のシグナル不全による神経細胞の分化障害に起因することが強く示唆された。さらに、PLEKHG2のエフェクター分子群(Rac, Cdc42, PAK1)に介入することによって、神経細胞の分化障害を改善することにも成功した。本結果は、PLEKHG2変異による小頭症・知的障害発症機構の解明と、それに対する治療法・薬開発戦略の重要な知見となる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Impaired Function of PLEKHG2, a Rho-Guanine Nucleotide-Exchange Factor, Disrupts Corticogenesis in Neurodevelopmental Phenotypes.2022

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa M, Ito H, Tabata H, Ueda H, Nagata KI.
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 16 号: 4 ページ: 696-696

    • DOI

      10.3390/cells11040696

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression analyses of PLEKHG2, a Rho family-specific guanine nucleotide exchange factor, during mouse brain development2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Masashi、Ito Hidenori、Noda Mariko、Hamada Nanako、Tabata Hidenori、Nagata Koh-ichi
    • 雑誌名

      Medical Molecular Morphology

      巻: - 号: 2 ページ: 146-155

    • DOI

      10.1007/s00795-020-00275-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression Analyses of Mediator Complex Subunit 13-Like: A Responsible Gene for Neurodevelopmental Disorders during Mouse Brain Development2021

    • 著者名/発表者名
      Hamada Nanako、Iwamoto Ikuko、Nishikawa Masashi、Nagata Koh-ichi
    • 雑誌名

      Developmental Neuroscience

      巻: - 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1159/000515188

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Impaired function of PLEKHG2, a Rho-guanine nucleotide-exchange factor, disrupts corticogenesis in neurodevelopmental phenotypes2022

    • 著者名/発表者名
      西川将司, 伊東秀記, 田畑 秀典, 永田浩一
    • 学会等名
      NEURO2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] PLEKHG2遺伝子変異による神経発達障害の発症機構の形態的解析2022

    • 著者名/発表者名
      永田浩一, 西川将司, 伊東秀記, 田畑 秀典
    • 学会等名
      第54回 日本臨床分子形態学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アダプタータンパク質NCK2によるSH3ドメインを介したRho活性化因子PLEKHG1の活性制御2021

    • 著者名/発表者名
      井藤 拓哉、後藤 未沙紀、中野 駿、西川 将司、山川 央、長瀬 隆弘、上田 浩
    • 学会等名
      日本薬学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 発達障害責任遺伝子PLEKHG2の神経組織における発現解析2020

    • 著者名/発表者名
      永田 浩一、西川 将司、伊東 秀記、 野田万理子、浜田奈々子、田畑 秀典
    • 学会等名
      日本臨床分子形態学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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