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てんかん性脳症の新規原因遺伝子NSFの分子病態解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K15863
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関京都大学

研究代表者

横山 淳史  京都大学, 医学研究科, 助教 (90529447)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード発達性てんかん性脳症 / NSF / 小胞分泌 / オートファジー / SNARE / てんかん性脳症 / 遺伝性疾患 / NSF遺伝子
研究開始時の研究の概要

細胞内小胞輸送は、神経伝達物質等の開口放出にも関わっている。開口放出において、小胞側とターゲット細胞膜側のSNARE蛋白が複合体を形成することで膜融合が起き、その後、複合体はNSFにより解離し、SNARE蛋白がリサイクルされる。こうした小胞リサイクルの異常は、てんかん病態への関与は十分に解明されていない。本研究では、申請者らが乳児期てんかん性脳症の複数家系において同定したNSF遺伝子変異に関して、神経分泌モデル細胞株や患者iPS細胞由来の神経細胞を用いてNSFの機能解析を行う。これらの解析を通して、てんかん性脳症の病態解明と新規治療ターゲットの発見を目指す。

研究成果の概要

膜融合は、様々な細胞内での生理現象に関わっている。細胞膜同士が融合するためには、それぞれの膜上のSNARE蛋白が複合体を作ることが必要である。複合したSNARE蛋白はNSFによって解離され、次の膜融合でリサイクルされる。
本研究では、乳児期発達性てんかん性脳症の患者において同定されたNSF遺伝子の変化に関して、患者iPS細胞等を用いてNSFの働きを解析した。その結果、mTOR経路の異常な亢進やオートファジー障害によって、神経変性が生じている可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

NSF遺伝子は発達性てんかん性脳症の新規の原因として2019年に報告されたが、その病態背景は明らかにはなっていなかった。今回、NSF遺伝子の変化によって、小胞分泌において膜蛋白リサイクルが障害されていること、mTOR経路の過剰な活性化やオートファジー障害が神経変性に関与していることが示唆された。また、mTOR経路を阻害するラパマイシンが治療薬となる可能性も示唆された。NSF関連発達性てんかん性脳症の病態の一部を明らかにし、治療薬候補を同定したてんにおいて学術的意義があると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Involvement of mTOR pathway in neurodegeneration in NSF-related developmental and epileptic encephalopathy2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Takahiro、Yano Naoko、Kora Kengo、Yokoyama Atsushi、Maizuru Kanako、Kayaki Taisei、Nishikawa Kinuko、Osawa Mitsujiro、Niwa Akira、Takenouchi Toshiki、Hijikata Atsushi、Shirai Tsuyoshi、Suzuki Hisato、Kosaki Kenjiro、Saito Megumu K、Takita Junko、Yoshida Takeshi
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics

      巻: 32 号: 10 ページ: 1683-1697

    • DOI

      10.1093/hmg/ddad008

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Elucidation of the pathomechanism of NSF-related developmental and epileptic encephalopathy2023

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashi, Naoko Yano, Kengo Kora, Atsushi Yokoyama, Taisei Kayaki, Kinuko Nishikawa, Mitsujiro Osawa, Akira Niwa, Toshiki Takenouchi, Atsushi Hijikata, Tsuyoshi Shirai, Kenjiro Kosaki, Megumu K. Saito, Junko Takita and Takeshi Yoshida
    • 学会等名
      第65回日本小児神経学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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