| 研究課題/領域番号 |
18K07503
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| 研究機関 | 横浜市立大学 |
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研究代表者 |
土井 宏 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (10326035)
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| 研究分担者 |
竹内 英之 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (30362213)
田中 章景 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (30378012)
國井 美紗子 横浜市立大学, 附属病院, 助教 (80725200)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | mouse model / calcium channel |
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| 研究実績の概要 |
電位依存性カルシウムチャネル（Voltage-gated calcium channels: VGCCs）は、多彩なアイソフォームを持ち、各種VGCCs変異は精神疾患やてんかん症候群、家族性片麻痺性片頭痛などの発作性疾患、脊髄小脳失調症（SCA）などの変性疾患に至るまで、広範囲にわたる神経系疾患の発症と関連している。申請者らは研究対象としてきた常染色体優性SCA家系において、CACNA1G変異、R1715Hを同定した。CACNA1Gは低電位活性化型のT型VGCCsの一種であるCaV3.1をコードしており、様々な細胞機能に関与するが、変異によりどのようなメカニズムで神経変性をきたすのかは全く不明である。本研究ではCACNA1GのR1715H変異をゲノム編集により導入・作成したノックインマウス（Cacna1g_R1723H_KIマウス）を行動面、病理学的側面、電気生理学的側面から多面的に解析することで、CACNA1G変異SCAモデルマウスを確立すること、またT型VGCC修飾薬を用いた、新たなSCA治療法を開発することを目的としている。
本年度は①Cacna1g_R1723H_KIマウスの行動解析・モデルマウスとしての確立、②Cacna1g_R1723H_KIマウスの病理学的・生化学的解析、③Cacna1g_R1723H_KIマウスの電気生理学的、④Cacna1g_R1723H_KIマウスのVGCC機能修飾薬の効果の確認、の4つの研究を行っている。
①～③については、「現在までの進捗状況」に示す通り、ほぼ終了しており、モデルマウスを確立した状況である。来年度以降、④に軸足を移した研究を継続している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究は、①Cacna1g_R1723H_KIマウスの行動解析・モデルマウスとしての確立、②Cacna1g_R1723H_KIマウスの病理学的・生化学的解析、③Cacna1g_R1723H_KIマウスの電気生理学的、④Cacna1g_R1723H_KIマウスのVGCC機能修飾薬の効果の確認、の4つの研究を行っている。
①としてはSCA原因変異R1715Hを導入したノックインマウスの作成はすでに完了し、現在、Clasping test、Wire hang test、Rotarod test、Footprint testなど運動機能を中心に行動解析を終了した。10~50週でヘテロ、ホモノックインマウスともにRotarod testにおいて野生型に比較し、軽度な運動機能の低下を認めた。
②としては50週のヘテロ、ホモノックインマウス共にプルキンエ細胞の脱落が見られることを確認した。
③としては、スライスカルチャーを用いたパッチクランプにおいて、13日齢において野生型とホモのノックインマウスで電流電圧曲線に差が見られる結果を得た。以上からモデルマウスとして確立したと考え、論文投稿中である。
さらに、現在、変異がgain-of-toxic-functionであるとの立場からはT型VGCC阻害薬を野生型、ヘテロおよびホモノックインマウスに投与開始している。また、loss of functionの立場から、カルシウムチャネル活性化薬の効果を検討する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記のように、現状で新規脊髄小脳変性症マウスを確立できている。
今後は本モデルを用いた、脊髄小脳変性症治療の確立に向けた研究を行っていく予定である。
Cacna1gノックアウトマウスの解析では運動機能、生存には影響を与えないことが示されている。変異がgain-of-toxic-functionであるとの立場からはT型VGCC阻害薬投与によって治療効果が見られる可能性があるため、すでに阻害薬の投与を開始している。
また、loss of functionの立場から、カルシウムチャネル活性化薬について投与を検討していく予定としている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画はおおむね予定通りに遂行できているが、今後、マウスの治療研究を行っていくにあたって予想以上にマウスの維持費がかかるため、本年度予定していた備品購入しなかった。そのため次年度使用額が生じた。
次年度はカルシウムチャネル阻害薬、促進薬、プラセボを野生型、ヘテロ、ホモノックインマウスに投与していくため、主にマウス維持費、および投薬後の電気生理学的実験、病理学的実験に予算を使用していく予定である。また、マウスのジェノタイピングに必須なサーマルサイクラーの増設を行う予定である。
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