ヒトてんかんと同じ遺伝子異常を持つモデル動物の作出とその比較ゲノミクス的病態解析

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18300137
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 上野 伸哉 弘前大学, 大学院・医学研究科, 教授 (00312158)
• 研究分担者: 福澤 雅志 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (10231557) ; 荒木 喜美 熊本大学, 学内共同利用施設, 准教授 (90211705) ; 冨山 誠彦 弘前大学, 大学院・医学研究科, 客員研究員 (40311542) ; 山田 順子 弘前大学, 大学院・医学研究科, 助教 (30334965) ; 右田 啓介 弘前大学, 大学院・医学研究科, 助教 (10352262)
• キーワード: 脳・神経 / てんかん / 疾患モデル / 遺伝子改変動物 / イオンチャネル

研究概要

ヒト常染色体優性夜間前頭葉てんかん(ADNFLE)責任遺伝子(nACh receptor遺伝子変異 : S284L)を導入したラット(S284L-Tg)は、脳波解析、行動解析、電気生理的機能解析の結果、Face validity(疾患とモデルの表現型の妥当性)、Construct validity(疾患とモデルのメカニズムの妥当性)、Predictive validity(疾患治療薬がモデルにも有効)の3点をクリアする世界初のてんかんモデルラットであることを示し、本年度論文として報告した(J. Neurosci 28 (2008) 12465-12476))。さらにこのモデル動物を用い、細胞レベルにおけるGABA作動性神経の機能異常が、phenotypeとしてのてんかん発作発症以前に生じていることを明らかとした。さらにこのGABA作動性神経異常を発作発症前より是正することにより、治療効果が見られた。このことからは、てんかん根治療法の可能性を示した。また、他の責任遺伝子を導入したラットの詳細な行動解析により、けいれん発作のみならず、ストレス耐性の低下が見られた。この結果からは、本研究による動物作成はてんかんをはじめとした発作関連疾患の病態解明、治療方法開発への応用のみならず、他の精神神経疾患の病態解析への応用も可能とした。上記のヒトの遺伝子変異を導入した遺伝子改変動物モデル以外にも、生体内の機能分子の可視化を目的とした遺伝子改変動物の作成も試みており、その目的遺伝子のプロモーター部分下流に可視化のための蛍光蛋白が挿入された動物作出にも成功した。この可視化遺伝子改変動物の系統確立を現在行っており、病態モデルとしての利用を可能とした。

研究成果

• [雑誌論文] Orexin A decreases ketamine-induced anesthesia time in the rat : the relevance to brain noradrenergic neuronal activity (2009)
  • 著者名/発表者名: Tose R, Kushikata T, Yoshida H, Kudo M, Furukawa K, Ueno S & Hirota K.
  • 雑誌名: Anesthesia and analgesia 108 ページ: 491-495
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction between orexinergic neurons and NMDA receptors in the control of locus coeruleus-cerebrocortical noradrenergic activity of the rat (2009)
  • 著者名/発表者名: Tose R, Kushikata T, Yoshida H, Kudo M, Furukawa K, Ueno S & Hirota K.
  • 雑誌名: Brain Res 1250 ページ: 81-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defective development of the gall bladder and cystic duct in Lgr4-hypomorphic mice (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamashita, R., Takegawa, Y., Sakumoto, M., Nakahara, M., Kawazu, H., Hoshii, T., Araki, K., Yokouchi, Y. and Yamamura, K.
  • 雑誌名: Dev. Dyn 238 ページ: 993-1000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rad18 is required for long-term maintenance of spermatogenesis in mouse testes (2009)
  • 著者名/発表者名: Sun, J., Yomogida, K., Sakao, S., Yamamoto, H., Yoshida, K., Watanabe, K., Morita, T., Araki, K., Yamamura, K. and Tateishi, S.
  • 雑誌名: Mech Dev 126 ページ: 173-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] Age-related pulmonary emphysema in mice lacking α/β hydrolase domain containing 2 gene (2009)
  • 著者名/発表者名: Jin, S., Zhao, G., Li, Z., Nishimoto, Y., Isohama, Y., Shen, J., Ito, T., Takeya, M., Araki K., He, P. and Yamamura, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 380 ページ: 419-424
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of germline-competent embryonic stem cell lines from the MSM/Ms strain (2009)
  • 著者名/発表者名: Araki, K., Takeda, N., Yoshiki, A., Obata, Y., Nakagata, N., Shiroishi, T., Moriwaki, K. and Yamamura, K.
  • 雑誌名: Mamm Genome 20 ページ: 14-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rats Harboring S284L Chrna4 Mutation Show Attenuation of Synaptic and Extrasynaptic GABAergic Transmission and Exhibit the Nocturnal Frontal Lobe Epilepsy Phenotype (2008)
  • 著者名/発表者名: Zhu G, Okada M, Yoshida S, Ueno S, Mori F, Takahara T, Saito R, Miura Y, Kishi A, Tomiyama M, Sato A, Kojima T, Fukuma G, Wakabayashi K, Hase K, Ohno H, Kijima H, Ta kano Y, Mitsudome A, Kaneko S & Hirose S.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 28 ページ: 12465-12476
  • 査読あり
• [雑誌論文] GABAergic depolarization of the axon initial segment in cortical princinal neurons is caused by the Na-K-2C1 cotransporter NKCC1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Stanislav Khirug, Junko Yamada et.al.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 20(18) ページ: 4635-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caffeine-inducible ATP release is mediated by Ca2+-signal transducing system from the endoplasmic reticulum to mitochondria (2008)
  • 著者名/発表者名: Katsuragi T, Sato C, Usune S, Ueno S, Segawa M & Migita K.
  • 雑誌名: Naunyn-Schmiedeberg's archives of pharmacology 378 ページ: 93-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new family of transcription factors (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada Y, Wang HY, Fukuzawa M. Barton G. T. Williams JG.
  • 雑誌名: Development 135 ページ: 3093-3101
  • 査読あり
• [雑誌論文] GABAergic depolarization of the axon initial segment in cortical princinal neurons is caused by the Na-K-2C1 cotransnorter NKCC1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Stanislav Khirug, Junko Yamad a et.al.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 28(18) ページ: 4635-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of autophagy in trypsinogen activation (2008)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, D., Ohmuraya, M., Hirota, M., Yamamoto, A., Suyama, K., Baba, H., Araki, K., Mizushima, N. and Yamamura., K.
  • 雑誌名: J. Cell Biol 181 ページ: 1065-1072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early pre-implantation lethality in mice carrying truncated mutation in the RNA polymerase 1-2 gene (2008)
  • 著者名/発表者名: Chen, H., Li, Z., Haruna, K., Li, Z., Li. Z., Semba, K., Araki, M., Yamamura, K. and Araki, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 365 ページ: 636-642
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene trap mutagenesis in mice : New perspectives and tools in cancer research (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamamura, K. and Araki, K.
  • 雑誌名: Cancer Sci 99 ページ: 1-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] C/EBP homologous protein is crucial for the acceleration of experimental pancreatitis (2008)
  • 著者名/発表者名: Suyama, K., Ohmuraya, M., Hirota, M., Ozaki, N., Ida, S., Endo, M., Araki, K., Gotoh, T., Baba, H. and Yamamura, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun 367 ページ: 176-182
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recognition of forked and single-stranded DNA structures by human RAD18 complexed with RAD6B protein triggers its recruitment to stalled replication forks (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuji, Y., Watanabe, K., Araki, K., Shinohara, M., Yamagata, Y., Tsurimoto, T., Hanaoka, F., Yamamura, K., Yamaizumi, M., and Tateishi, S.
  • 雑誌名: Genes to Cells 13 ページ: 343-354
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guided Differentiation of ES Cells into Pdx1-Expressing Regional Specific Definitive Endoderm (2008)
  • 著者名/発表者名: Shiraki,N., Yoshida, T., Araki, K., Umezawa, A., Higuchi, Y., Goto, H., Kume, K., and Kume, S.
  • 雑誌名: Stem Cells 26 ページ: 874-885
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inconsistency between hepatic expression and serum concentration of transthyretin in mice humanized at the transthyretin locus (2008)
  • 著者名/発表者名: Zhao, G., Li, Z., Araki, K., Haruna, K., Yamaguchi, K., Araki, M., Takeya, M., Ando, Y. and Yamamura, K.
  • 雑誌名: Genes to Cells 13 ページ: 1257-1268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Ayu17-449 gene expression and resultant kidney pathology in a knockout mouse model (2008)
  • 著者名/発表者名: Tang, H., Araki. K., Li., Z. and Yamamura. K.
  • 雑誌名: Transgenic Res 17 ページ: 599-608
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression pattern of serine protease inhibitor kazal type 3 (Spink3) during mouse embryonic development (2008)
  • 著者名/発表者名: Wang, J., Ohmuraya, M., Hirota, M., Baba, H., Araki, K. and Yamamura, K.
  • 雑誌名: Histochem. Cell Biol 130 ページ: 387-397
  • 査読あり
• [学会発表] Involvement of P2X_2 and P2X_3 receptors in dorsal root ganglion neurons of streptozotocin-induced diabetic neuropathy (2009)
  • 著者名/発表者名: 右田啓介, 他
  • 学会等名: 弘前国際医学フォーラム第11回学術集会
  • 発表場所: 弘前大学医学部コミュニケーションセンター
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] GABAergic depolarization of the axon initial segment in cortical arincipal neurons is mediated by NKCC1 (2009)
  • 著者名/発表者名: Junko Yamada, et.al.
  • 学会等名: Hirosaki International Forum
  • 発表場所: 弘前大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] ADNFLEモデルラットにおけるGABA伝達機構の障害 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上野伸哉
  • 学会等名: 第82回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-03-18
• [学会発表] 神経因性疼痛モデルマウスの大脳皮質II/III層錐体細胞におけるシナプス応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 右田啓介
  • 学会等名: 第82回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] ミノサイクリンによる神経因性疼痛抑制効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松本恵理子, 他
  • 学会等名: 第82回日本薬理学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] 可変型遺伝子トラップクローンを用いたCre-driverマウスの効率的作製 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荒木喜美, 陳輝, 湊理恵, 鶴田優子, 牟田真由美, 吉信公美子, 吉木淳, 荒木正健, 山村研一
  • 学会等名: BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20081209-12
• [学会発表] Establishment of embryonic stem cell lines derived from MSM/Ms strain originated from Mus musculus molossinus (2008)
  • 著者名/発表者名: Araki, K., Takeda, N., Yoshiki, A., Yamada, G., Nakagata, N., Shiroishi, T., Moriwaki, K., Yamamura, K.
  • 学会等名: 41^<st> Annual Meeting for the Japanese Society of Developmental Biologists (Jointly spons ored by the International Society of Develo pmental Biologists)
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 20080528-30
• [学会発表] : MSM/Ms系統からの生殖系列キメラが高率に得られるES細胞株の樹立 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荒木喜美, 竹田直樹, 吉木淳, 山田源, 中潟直己, 城石俊彦, 森脇和郎, 山村研一
  • 学会等名: 日本実験動物科学技術2008(第55回日本実験動物学会総会、第42回日本実験動物技術者協力会総会)
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20080515-17
• [学会発表] PRIP-1 is involved in GABA_A receptor-mediated tonic inhibition in basolateral (2008)
  • 著者名/発表者名: Junko Yamada, et.al.
  • 学会等名: Neuroscience 2008
  • 発表場所: ワシントンDC(米国)
  • 年月日: 2008-11-16
• [学会発表] GABAergic depolarization of the axon initial segment is caused by NKCC1 in cortical principal neurons (2008)
  • 著者名/発表者名: Junko Yamada, et.al.
  • 学会等名: Neuroscience 2008
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] 糖尿病モデルと坐骨神経部分結紮モデルでのアロディニア発症時における脊髄内形態変化の比較 (2008)
  • 著者名/発表者名: 右田啓介, 他
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム
  • 年月日: 2008-07-09