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2021 年度 実績報告書

X染色体不活性化がMICPCH症候群の脳機能障害を起こす神経回路メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03544
研究機関信州大学

研究代表者

田渕 克彦  信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (20546767)

研究分担者 森 琢磨  信州大学, 学術研究院医学系, 助教 (70545798)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードCASK / MICPCH症候群 / X染色体不活性化
研究実績の概要

MICPCH症候群(CASK異常症)の小脳低形成の分子メカニズムを解明するために、X染色体にGFP発現カセットを有するHprt-GFPマウスとCASKノックアウトマウスを交配し、細胞レベルで、X染色体不活性化ニューロンを識別することを試みた。GFP陽性ニューロンは、CASK正常染色体由来であることから、これを指標にこのマウスの小脳を解析したところ、小脳の顆粒細胞で、成長に伴ってGFP陽生細胞の比率が増加する結果が得られた。このことから、CASK遺伝子欠損のcell autonomous効果により、小脳顆粒細胞が細胞死を起こしていることが示唆された。CASK floxホモマウスの小脳から粒細胞培養を作成し、レンチウィルスによりCre組換え酵素を導入すると、顆粒細胞が時間とともに死滅していった。CASK欠損顆粒細胞培養に、レンチウィルスを用いてヒト患者から見つかったCASKのミスセンス変異を有するコンストラクトを導入し、顆粒細胞死がレスキューできる変異とレスキューできない変異に分類した。レスキューできない変異のうち、4種類はCASKのCaMKドメイン内の変異で、PyMoLソフトウェアを用いてこの変異をCASK CaMKドメインの3次元構造上にマッピングすると、このうち3つはLiprin-a2との結合面に位置していることが判明した。Deep Mind社が開発した、AlphaFold 2.2を用いて、機械学習によりこれらの変異の影響を調べたら、3つはLiprin-a2との結合を特異的に阻害しており、残り1つはCASKタンパク質のfoldingに影響を与えていることが判明した。これらのことから、MICPCH症候群における小脳低形成には、CASKとLiprin-a2との結合を介しているとの結論に達した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 6件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 10件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structural Analysis Implicates CASK-Liprin-α2 Interaction in Cerebellar Granular Cell Death in MICPCH Syndrome2023

    • 著者名/発表者名
      Guo Qi、Kouyama-Suzuki Emi、Shirai Yoshinori、Cao Xueshan、Yanagawa Toru、Mori Takuma、Tabuchi Katsuhiko
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 12 ページ: 1177~1177

    • DOI

      10.3390/cells12081177

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Epilepsy-Associated Mutation of Salt-Inducible Kinase 1 Increases the Susceptibility to Epileptic Seizures and Interferes with Adrenocorticotropic Hormone Therapy for Infantile Spasms in Mice2022

    • 著者名/発表者名
      Pang Bo、Mori Takuma、Badawi Moataz、Zhou Mengyun、Guo Qi、Suzuki-Kouyama Emi、Yanagawa Toru、Shirai Yoshinori、Tabuchi Katsuhiko
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 ページ: 7927~7927

    • DOI

      10.3390/ijms23147927

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neurexins play a crucial role in cerebellar granule cell survival by organizing autocrine machinery for neurotrophins2022

    • 著者名/発表者名
      Uemura Takeshi、Suzuki-Kouyama Emi、Kawase Shiori、Kurihara Taiga、Yasumura Misato、Yoshida Tomoyuki、Fukai Shuya、Yamazaki Maya、Fei Peng、Abe Manabu、Watanabe Masahiko、Sakimura Kenji、Mishina Masayoshi、Tabuchi Katsuhiko
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 39 ページ: 110624~110624

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110624

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] IQSEC3 Deletion Impairs Fear Memory Through Upregulation of Ribosomal S6K1 Signaling in the Hippocampus2022

    • 著者名/発表者名
      Kim Dongwook、Jung Hyeji、Shirai Yoshinori、et al、Tabuchi Katsuhiko、Um Ji Won
    • 雑誌名

      Biological Psychiatry

      巻: 91 ページ: 821~831

    • DOI

      10.1016/j.biopsych.2021.12.016

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] MicroRNA 142-5p promotes tumor growth in oral squamous cell carcinoma via the PI3K/AKT pathway by regulating PTEN2021

    • 著者名/発表者名
      Iizumi Seiichiro、Uchida Fumihiko、Nagai Hiroki、Takaoka Shohei、Fukuzawa Satoshi、Kanno Naomi Ishibashi、Yamagata Kenji、Tabuchi Katsuhiko、Yanagawa Toru、Bukawa Hiroki
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 7 ページ: e08086~e08086

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2021.e08086

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nasal molding prevents relapse of nasal deformity after primary rhinoplasty in patients with unilateral complete cleft lip: An outcomes‐based comparative study of palatal plate alone versus nasoalveolar molding2021

    • 著者名/発表者名
      Aihara Yukiko、Yanagawa Toru、Sasaki Masahiro、Sasaki Kaoru、Shibuya Yoichiro、Adachi Koji、Togashi Shinji、Takaoka Shohei、Tabuchi Katsuhiko、Bukawa Hiroki、Sekido Mitsuru
    • 雑誌名

      Clinical and Experimental Dental Research

      巻: 8 ページ: 197~208

    • DOI

      10.1002/cre2.502

    • 査読あり
  • [雑誌論文] IQSEC2 Deficiency Results in Abnormal Social Behaviors Relevant to Autism by Affecting Functions of Neural Circuits in the Medial Prefrontal Cortex2021

    • 著者名/発表者名
      Mehta Anuradha、Shirai Yoshinori、Kouyama-Suzuki Emi、Zhou Mengyun、Yoshizawa Takahiro、Yanagawa Toru、Mori Takuma、Tabuchi Katsuhiko
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 10 ページ: 2724~2724

    • DOI

      10.3390/cells10102724

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Risperidone Mitigates Enhanced Excitatory Neuronal Function and Repetitive Behavior Caused by an ASD-Associated Mutation of SIK12021

    • 著者名/発表者名
      Badawi Moataz、Mori Takuma、Kurihara Taiga、Yoshizawa Takahiro、Nohara Katsuhiro、Kouyama-Suzuki Emi、Yanagawa Toru、Shirai Yoshinori、Tabuchi Katsuhiko
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 14 ページ: 706494

    • DOI

      10.3389/fnmol.2021.706494

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Npas4 regulates IQSEC3 expression in hippocampal somatostatin interneurons to mediate anxiety-like behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Kim Seungjoon、Park Dongseok、Kim Jinhu、Kim Dongwook、Kim Hyeonho、Mori Takuma、Jung Hyeji、Lee Dongsu、Hong Sookyung、Jeon Jongcheol、Tabuchi Katsuhiko、Cheong Eunji、Kim Jaehoon、Um Ji Won、Ko Jaewon
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 36 ページ: 109417~109417

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109417

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An Autism-Associated Neuroligin-3 Mutation Affects Developmental Synapse Elimination in the Cerebellum2021

    • 著者名/発表者名
      Lai Esther Suk King、Nakayama Hisako、Miyazaki Taisuke、Nakazawa Takanobu、Tabuchi Katsuhiko、Hashimoto Kouichi、Watanabe Masahiko、Kano Masanobu
    • 雑誌名

      Frontiers in Neural Circuits

      巻: 15 ページ: 676891

    • DOI

      10.3389/fncir.2021.676891

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-microtubule tubulin-based backbone and subordinate components of postsynaptic density lattices2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Tatsuo、Terada Nobuo、Higashiyama Shigeki、Kametani Kiyokazu、Shirai Yoshinori、Honda Mamoru、Kai Tsutomu、Li Weidong、Tabuchi Katsuhiko
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 4 ページ: e202000945

    • DOI

      10.26508/lsa.202000945

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Canonical versus non-canonical transsynaptic signaling of neuroligin 3 tunes development of sociality in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Tomoyuki、et al、Tabuchi Katsuhiko、Uemura Takeshi、Mishina Masayoshi、Mori Hisashi、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 ページ: 1848

    • DOI

      10.1038/s41467-021-22059-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] CASK異常症治療への新たな一歩:AIを用いて小脳低形成が起こるメカニズムを解明

    • URL

      https://www.shinshu-u.ac.jp/faculty/medicine/topics/2023/04/18174157.php

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公開日: 2023-12-25  

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