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2021 年度 実績報告書

細胞周期制御遺伝子群の異常に基づく発達障害の病態メカニズム解析

研究課題

研究課題/領域番号 19H03629
研究機関愛知県医療療育総合センター発達障害研究所

研究代表者

永田 浩一  愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 分子病態研究部, 部長 (50252143)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードCEP152 / 遺伝性小頭症 / モデルマウス
研究実績の概要

細胞周期制御遺伝子の遺伝子異常は神経細胞増殖障害を起こし、遺伝性小頭症(MCPH;知的障害(ID)を伴う遺伝性疾患)の原因となる。CEP152は中心体に局在する細胞周期制御遺分子であり、中心体の複製に必須の役割を担う。また、MCPHの原因遺伝子としてよく知られており、常染色体劣性遺伝にて疾患を発症する。当中央病院ではMCPH患者の全エクソーム解析により、CEP152の新規の機能喪失型変異を見出した。CEP152の中心体複製機構については知見があるが、遺伝子異常が引き起こす小頭症の病態メカニズムは殆ど研究されていない。そこで我々は、CEP152の脳発生における機能解明を行なった。
ウサギポリクローナルCEP152抗体を作製し、マウス発達期の発現解析を行ったところ、幹細胞が密集する脳室帯で、中心体マーカータンパクであるγ-tubulinとの共発現が観察された。中心体での発現は分裂期の細胞でのみ観察され、分裂後から成熟までのどの過程においても中心体での発現は見られなかった。一方で、核での染色が胎生期から成熟期の神経細胞で観察された。
マウス子宮内胎仔脳遺伝子導入法を用いてCEP152の発現抑制を行ったところ、大脳皮質神経細胞移動が障害された。さらに、患者由来変異体解析を行った。その後、iGONAD法を用いたノックアウトマウスを作出したが、胎生致死となった。そこで、私どもが見出した病的変異を反映したモデルマウスを作出した。このモデルマウスを用いて、形態的・細胞生物学的・電気生理学的解析を遂行し、病態形成機構の一端を解明した。

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

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] University of Genoa(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Genoa
  • [国際共同研究] Toronto Metropolitan University(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      Toronto Metropolitan University
  • [国際共同研究] The Hebrew University of Jerusalem(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      The Hebrew University of Jerusalem
  • [雑誌論文] Expression Analyses of Cep152, a Responsible Gene Product for Autosomal Recessive Primary Microcephaly, during Mouse Brain Development2022

    • 著者名/発表者名
      Hamada Nanako、Noda Mariko、Ito Hidenori、Iwamoto Ikuko、Nagata Koh-ichi
    • 雑誌名

      Developmental Neuroscience

      巻: 44 ページ: 162~170

    • DOI

      10.1159/000523922

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variant-specific changes in RAC3 function disrupt corticogenesis in neurodevelopmental phenotypes2022

    • 著者名/発表者名
      Scala Marcello、Nishikawa Masashi、Ito Hidenori、Tabata Hidenori、Kruse Bernd、、Nagata Koh ichi
    • 雑誌名

      Brain

      巻: 145 ページ: 3308~3327

    • DOI

      10.1093/brain/awac106

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Expression Analyses of Polo-Like Kinase 4, a Gene Product Responsible for Autosomal Recessive Microcephaly and Seckel Syndrome, during Mouse Brain Development2022

    • 著者名/発表者名
      Hamada Nanako、Iwamoto Ikuko、Noda Mariko、Nishikawa Masashi、Nagata Koh-ichi
    • 雑誌名

      Developmental Neuroscience

      巻: 44 ページ: 643~650

    • DOI

      10.1159/000526914

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gain-of-function p.F28S variant in RAC3 disrupts neuronal differentiation, migration and axonogenesis during cortical development, leading to neurodevelopmental disorder2022

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Masashi、Scala Marcello、Umair Muhammad、Ito Hidenori、Waqas Ahmed、Striano Pasquale、Zara Federico、Costain Gregory、Capra Valeria、Nagata Koh-ichi
    • 雑誌名

      Journal of Medical Genetics

      巻: 60 ページ: 223~232

    • DOI

      10.1136/jmedgenet-2022-108483

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Expression Analyses of Rac3, a Rho Family Small GTPase, during Mouse Brain Development2021

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Masashi、Ito Hidenori、Noda Mariko、Hamada Nanako、Tabata Hidenori、Nagata Koh-ichi
    • 雑誌名

      Developmental Neuroscience

      巻: 44 ページ: 49~58

    • DOI

      10.1159/000521168

    • 査読あり
  • [学会発表] Pathophysiological mechanisms in neurodevelopmental disorders caused by RAC3 small GTPase dysregulation.2022

    • 著者名/発表者名
      Nagata K
    • 学会等名
      Fujita ICBS International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 電気穿孔法を用いた神経発達障害の病態解析.2022

    • 著者名/発表者名
      浜田奈々子、伊東秀記、永田浩一
    • 学会等名
      第54回日本臨床分子形態学会学術集会シンポジウム
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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