血液脳関門透過AAVベクターを用いたレット症候群の遺伝子治療とMeCP2機能解析

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H02521
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 平井 宏和 群馬大学, 大学院医学系研究科, 教授 (70291086)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 自閉症 / レット症候群 / AAV / MeCP2 / 小脳

研究実績の概要

メチル化CpG結合タンパク質2 (Methyl CpG binding protein 2: MeCP2)は生後の脳の発達に重要な遺伝子で、MeCP2遺伝子の突然変異や重複は自閉症、てんかん、失調性歩行、特有の常同運動（てもみ動作）を特徴とするRett症候群、MeCP2重複症候群を引き起こす。MeCP2はニューロンとアストロサイトの両方で、脳の発達に重要な役割を果たすことは報告されている。本研究ではAAVベクターをMeCP2 floxマウスに静脈投与し、細胞種特異的にMeCP2をノックアウトして、運動機能や社会行動に障害が出るのかを解析することを目的とした。
昨年度の研究で、ニューロン特異的、あるいはアストロサイト特異的にCreを発現するAAVベクターをMeCP2 floxマウスに静脈投与したが、細胞種特異的なノックアウトが観察されなかった。これは目的の細胞種以外でCreがわずかでも発現すると組み換えが起こってしまうためと考えられた。そこで本年度は、AAVカプシドとCreの種類を検討し、AAVベクターのfloxマウスへの静脈投与でアストロサイト特異的に組換えを起こす手法を確立した（ニューロン特異的なノックアウトについては、未だ十分な成果は得られていない）。
開発したアストロサイト特異的Cre発現AAVベクターをMeCP2 floxマウスに静脈投与した。4周後にサクリファイスして観察したところ、アストロサイトに限局したノックアウトは観察されたが、効率がかなり低かった。また、AAV投与４週後では行動に顕著な異常は観察されなかった。これは細胞の核内に存在するMeCP2タンパク質のターンオーバーが予想よりはるかに遅いためと推測された。さらに長い間隔をおいて検討することを目的とし、マウスの飼育を継続している。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] GABAergic neuron-specific whole-brain transduction by AAV-PHP.B incorporated with a new GAD65 promoter (2021)
  • 著者名/発表者名: Hoshino Chiaki、Konno Ayumu、Hosoi Nobutake、Kaneko Ryosuke、Mukai Ryo、Nakai Junichi、Hirai Hirokazu
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 14 ページ: 1～18
  • DOI: 10.1186/s13041-021-00746-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] BATTLE: Genetically Engineered Strategies for Split-Tunable Allocation of Multiple Transgenes in the Nervous System (2020)
  • 著者名/発表者名: Kohara Keigo、Inoue Akitoshi、Nakano Yousuke、Hirai Hirokazu、Kobayashi Takuya、Maruyama Masato、Baba Ryosuke、Kawashima Chiho
  • 雑誌名: iScience 巻: 23 ページ: 101248～101248
  • DOI: 10.1016/j.isci.2020.101248
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ataxic phenotype and neurodegeneration are triggered by the impairment of chaperone‐mediated autophagy in cerebellar neurons (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Masahiro、Ohta Tomoko、Morikawa Yuri、Konno Ayumu、Hirai Hirokazu、Kurauchi Yuki、Hisatsune Akinori、Katsuki Hiroshi、Seki Takahiro
  • 雑誌名: Neuropathology and Applied Neurobiology 巻: 47 ページ: 198～209
  • DOI: 10.1111/nan.12649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient whole brain transduction by systemic infusion of minimally purified AAV-PHP.eB (2020)
  • 著者名/発表者名: Konno Ayumu、Hirai Hirokazu
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Methods 巻: 346 ページ: 108914～108914
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2020.108914
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protocol for BATTLE-1EX: A High-Resolution Imaging Method to Visualize Whole Synaptic Structures and their Components in the Nervous System (2020)
  • 著者名/発表者名: Inoue Akitoshi、Kobayashi Takuya、Hirai Hirokazu、Kanaya Noriko、Kohara Keigo
  • 雑誌名: STAR Protocols 巻: 1 ページ: 100166～100166
  • DOI: 10.1016/j.xpro.2020.100166
  • 査読あり / オープンアクセス
• [備考] アデノ随伴ウイルスベクターを迅速に作製する手法を開発 －遺伝子治療/脳神経科学の基礎研究を加速－
  • URL: https://www.gunma-u.ac.jp/information/78181
• [備考] 抑制性ニューロンだけに外来遺伝子を発現させる手法を開発
  • URL: https://www.gunma-u.ac.jp/information/89316