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遺伝学的知見に基づく新たなてんかん治療戦略の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K19390
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分49:病理病態学、感染・免疫学およびその関連分野
研究機関名古屋大学 (2023)
生理学研究所 (2021-2022)

研究代表者

深田 優子  名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (40416186)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードてんかん / ADAM22てんかん性脳症 / LGI3関連知的発達症 / ADAM22脳症 / ADAM22ファミリー / LGIファミリー / 遺伝子変異
研究開始時の研究の概要

“てんかん”は最も頻度の高い神経疾患の一つであり、根本的な病態の理解と治療法の開発が待たれている。これまで抗てんかん薬は、シナプス伝達や神経細胞の興奮を担うイオンチャネルを主な標的として開発されてきたが、これら薬剤だけでは治療困難な例も多い。本研究では、イオンチャネル以外のてんかん原因遺伝子(ADAM22等)の変異に着目し、その変異による分子病態を解明すると共に、新たなてんかん治療戦略を提案する。

研究実績の概要

神経分泌タンパク質LGI1の病的バリアントは、遺伝性側頭葉てんかんを引き起こす。これまでに、私共はLGI1の受容体としてADAM22を見出し、昨年度(2022年度)は、国際共同研究により、ADAM22のホモ接合型バリアントもしくは複合ヘテロ接合型バリアントを有する19名の常染色体潜性遺伝のてんかん脳症患者を見出し、「ADAM22てんかん性脳症」という新たな疾患分類を提唱した(Brain 2022)。そして、13種類のADAM22病的バリアントの分子病態を明らかにした。本年度(2023年度)はさらに、チェコ共和国のNoskova 博士等との共同研究にて、新たなADAM22の病的バリアント(ADAM22c.2714C>T; S905F)を見出した(Noskova L, Fukata Yら, Brain Commun 2023)。両アリルにADAM22 S905Fを有する児は、焦点てんかん、中程度の神経発達症を示した。私共はS905FがADAM22のC末端領域に位置し、足場タンパク質PSD-95との結合モチーフに相当することに着目し、両者の結合に及ぼす影響を検討した。その結果、ADAM22 S905Fは野生型ADAM22に比較して、PSD-95に対する結合能が約20%にまで低下していることを見出した。さらに、ADAM22 S905FはPSD-95ファミリーに属するPSD-93やSAP102に対しても同様に結合能が低下していることを見出した。興味深いことに、約5%のローマ系の人々はこのS905Fバリアントをヘテロ接合体として有することが示唆された。また、ミオキミア症状や、知的発達症、痙攣発作を呈する患者で報告されたLGI3バリアントについても解析を進め、その病態機構やLGI3の生理機能についても明らかにした(Miyazakiら,Cell Rep 2024)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

新たなADAM22バリアントの性状解析に加え、LGI1ファミリー分子LGI3の病的バリアントの病態機構を明らかにし、論文発表を行った。

今後の研究の推進方策

1. さらなるADAM22ファミリーやLGI1ファミリーのバリアントを探索する。
2. ADAM22ファミリーやLGIファミリーの病的バリアントの性状解析を進める。特にLGIファミリーの分泌量やADAM22ファミリーの細胞膜発現量への影響を定量的に調べる。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (18件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 8件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (6件)

  • [国際共同研究] DZNE/Charite-Universitatsmedizin Berlin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Charles University in Prague(チェコ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bordeaux(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Utrecht University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UCL/The University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Helsinki(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Erasmus University/Leiden University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] DZNE/Charite-Universitatsmedizin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Charles University in Prague(チェコ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UCL/The University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Erasmus University/Leiden University(オランダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] UCSF(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] DZNE/Charite-Universitatsmedizin(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Aarhus University(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Oligodendrocyte-derived LGI3 and its receptor ADAM23 organize juxtaparanodal Kv1 channel clustering for short-term synaptic plasticity2024

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Y, Otsuka T, Yamagata Y, Endo T, Sanbo M, Sano H, Kobayashi K, Inahashi H, Kornau HC, Schmitz D, Pruss H, Meijer D, Hirabayashi M, Fukata Y*, Fukata M*
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 43 号: 1 ページ: 113634-113634

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.113634

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Celebrating the birthday of AMPA receptor nanodomains: Illuminating the nanoscale organization of excitatory synapses with 10 nanocandles2024

    • 著者名/発表者名
      Fukata Y, Fukata M, MacGillavry HD, Nair D, Hosy E
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: -

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] ADAM22 ethnic-specific variant reducing binding of membrane-associated guanylate kinases causes focal epilepsy and behavioural disorder2023

    • 著者名/発表者名
      Noskova L#, Fukata Y#, Stranecky V, Saligova J, Bodnarova O, Giertlova M, Fukata M*, Kmoch S*
    • 雑誌名

      Brain Communications

      巻: 5 号: 6

    • DOI

      10.1093/braincomms/fcad295

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In situ cryo-electron tomography: a new method to elucidate cytoplasmic zoning at the molecular level2023

    • 著者名/発表者名
      Chen L, Fukata Y, Murata K
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 175 号: 2 ページ: 187-193

    • DOI

      10.1093/jb/mvad102

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anti-LGI4 antibody is a novel juxtaparanodal autoantibody for chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang X, Kira J, Ogata H, Imamura T, Mitsuishi M, Fujii T, Kobayashi M, Kitagawa K, Namihira Y, Ohya Y, Maimaitijiang G, Yamasaki R, Fukata Y, Fukata M, Isobe N, Nakamura Y.
    • 雑誌名

      Neurology Neuroimmunology and Neuroinflammation

      巻: 10(2) 号: 2 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1212/nxi.0000000000200081

    • 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
  • [雑誌論文] てんかん発症を抑制するためのLGI1-ADAM22タンパク質複合体の量的制御機構2023

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦、深田優子、深田正紀
    • 雑誌名

      生化学

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biallelic ADAM22 pathogenic variants cause progressive encephalopathy and infantile-onset refractory epilepsy2022

    • 著者名/発表者名
      van der Knoop M Marieke M*、Maroofian Reza*、Fukata Yuko*、van Ierland Yvette、Karimiani G Ehsan、Lehesjoki Anna-Elina、Muona Mikko、Paetau Anders、Miyazaki Yuri、Hirano Yoko、Selim Laila、-----32名-----、Striano Pasquale、Severino Mariasavina、Fukata Masaki#、Hilhorst-Hofstee Yvonne#、Houlden Henry#
    • 雑誌名

      Brain

      巻: - 号: 7 ページ: 2301-2312

    • DOI

      10.1093/brain/awac116

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 14-3-3 proteins stabilize LGI1-ADAM22 levels to regulate seizure thresholds in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Norihiko Yokoi, Yuko Fukata, Kei Okatsu, Atsushi Yamagata, Yan Liu , Makoto Sanbo, Yuri Miyazaki, Teppei Goto, Manabu Abe , Hidetoshi Kassai, Kenji Sakimura, Dies Meijer, Masumi Hirabayashi, Shuya Fukai, Masaki Fukata
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 37 号: 11 ページ: 110107-110107

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.110107

    • NAID

      120007177780

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Trans-synaptic LGI1-ADAM22?MAGUK in AMPA and NMDA receptor regulation2021

    • 著者名/発表者名
      Fukata Yuko、Hirano Yoko、Miyazaki Yuri、Yokoi Norihiko、Fukata Masaki
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 194 ページ: 108628-108628

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2021.108628

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MAGUKs are essential, but redundant, in long-term potentiation2021

    • 著者名/発表者名
      Chen Xiumin、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Nicoll Roger A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 28

    • DOI

      10.1073/pnas.2107585118

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A novel red fluorescence dopamine biosensor selectively detects dopamine in the presence of norepinephrine in vitro2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamoto Chihiro、Goto Yuhei、Tomizawa Yoko、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Harpsoe Kasper、Gloriam David E.、Aoki Kazuhiro、Takeuchi Tomonori
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 14 号: 1 ページ: 173-173

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00882-8

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Encephalitis patient-derived monoclonal GABAa receptor antibodies cause epileptic seizures2021

    • 著者名/発表者名
      Kreye Jakob、Wright K Sukhvir、van Casteren Adriana、Stoffler Laura、Machule Marie-Luise、Reincke S Momsen、Nikolaus Marc、van Hoof Scott、Sanchez-Sendin Elisa、Homeyer A Marie、Cordero Gomez Cesar、Kornau Hans-Christian、-----12名-----、Wickel Jonathan、Geis Christian、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Pruss Harald
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Medicine

      巻: 218

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 脳機能・病態における液-液相分離2023

    • 著者名/発表者名
      深田優子
    • 学会等名
      多次元相分離研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質膜と相分離が創り出す多様な反応場の理解2023

    • 著者名/発表者名
      深田優子 野田展生
    • 学会等名
      第23回日本蛋白質科学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] シナプスのナノ構築機構と病態2023

    • 著者名/発表者名
      深田優子、横井紀彦、宮﨑裕理、深田正紀
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Function and regulation of ADAM22, a receptor for LGI1, in epileptic disorders2022

    • 著者名/発表者名
      Fukata M, Fukata Y
    • 学会等名
      SYNABS & CONNECT-GENERATE Symposium 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 14-3-3 proteins stabilize LGI1-ADAM22 levels to prevent epilepsy in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Yokoi N, Fukata Y, Okatsu K, Yamagata A, Liu Y, Sanbo M, Miyazaki Y, Goto T, Hirabayashi M, Fukai S, Fukata M
    • 学会等名
      The 45th annual meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Trans-synaptic LGI1-ADAM22-MAGUK protein complex in synaptic functions and disorders2021

    • 著者名/発表者名
      Fukata Masaki、Fukata Yuko
    • 学会等名
      SYNABS Symposium (Germany, Virtual meeting)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 生化学2023

    • 著者名/発表者名
      横井紀彦, 深田優子, 深田正紀
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      日本生化学会邦文誌
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/neuropharmacology/fukata/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] プレスリリース:知的発達症関連タンパク質 LGI3 が 脳内の神経伝達を制御する仕組みを解明

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_J/research/pdf/Cel_240109.pdf

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/fukata/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] 研究報告_生理研ホームページ

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/nips_research/2022/04/_adam22_17.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] プレスリリース 新たなてんかん治療戦略を提案

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/release/2021/12/_adam22.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 生理学研究所研究報告 難治性乳幼児てんかんの新しい疾患分類 "ADAM22てんかん脳症" を提案

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/nips_research/2022/04/_adam22_17.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-12-25  

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