リピート病の中枢神経病態の多面的解明―筋強直性ジストロフィーを中心に

2019 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07992
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 高橋 正紀 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (20359847)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 神経変性疾患 / 神経ネットワーク / RNA / 中枢神経 / 筋強直性ジストロフィー / リピート病

研究実績の概要

リピート病をはじめとする神経変性疾患の病態解明について、細胞内分子レベルの理解は急速に進んだが、領域あるいは細胞選択性障害の機序が重要な課題として残されている。近年ヒト正常脳の各部位における網羅的解析が精力的に行われその結果が蓄積している。筋強直性ジストロフィー1型はDMPK遺伝子の非翻訳領域におけるCTGリピートの伸長による疾患である。筋疾患とされるが、成人型での性格変化・高次機能障害、先天型での精神発達遅滞、学習障害、自閉症スペクトラム障害(ASD)など、中枢神経症状も呈し、神経変性疾患の要素も有する。これまでの研究の結果、リピートを含んだRNAの核内凝集によりRNA結合タンパクの核内での量的・質的変化が生じ、二次的にさまざまなスプライス異常を生じ、多彩な症状を呈するという、RNA病としての病態理解が非常に進んでいる。
本研究ではリピート病の中でも病態研究が進んだ筋強直性ジストロフィー1型を主たる対象とし、剖検脳を用いて脳領域ごとに網羅的解析を行う計画である。まず今年度は筋強直性ジストロフィー1型および対照神経変性疾患について、研究協力者から剖検脳検体の供与を受け、トランスクリプトーム解析として、脳領域ごとにmRNAの量的（遺伝子発現）変化やスプライス様式の変化を網羅的に検討するため、次世代シークエンサーを用いたRNAseqを行った。
また、実際の筋強直性ジストロフィー1型患者で、臨床神経心理学的検査・MRI画像計測を行った。また、自閉症などと同様の神経ネットワーク活動の異常が存在するか、近年進歩の著しい脳磁図を用いた神経ネットワーク活動の機能解析を行い、病態との関連性を検討した。

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

筋強直性ジストロフィー1型および対照となる神経変性疾患について、予定をしていたRNAseq解析が初年度内に完了した。また、患者を対象とした脳画像・脳磁図などによる神経ネットワーク機能の解析についても、5例について神経心理学的解析・MRI画像・MEG計測を行った。次年度にデータ解析を行う
また、本研究に関連する病態研究・治療開発研究についても国際共同研究が進展し論文が受理された。

今後の研究の推進方策

初年度に得られた膨大なRNAseqデータについて、国内外のバイオインフォマティクスの専門家などの協力も得ながら様々な解析を進める。それら解析結果を参考にしながら、エピゲノム解析などさらなる解析について計画をすすめる。
また、神経ネットワーク機能の解析についても、5例について探索的解析を行いながら、例数を増やすことも検討する。

次年度使用額が生じた理由

初年度RNAseqの委託などで多くの経費が必要となる見込みであったが、研究協力者からの経費拠出があったため、本研究費を使用せずに研究が遂行できた。本梨の計画では大幅に不足する見込みであった、来年度以降の各種解析のための試薬の購入に充てる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Clermont Auvergne(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: University of Clermont Auvergne
• [国際共同研究] The Hospital for Sick Children, Toronto(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: The Hospital for Sick Children, Toronto
• [雑誌論文] 神経筋疾患、新たな治療の時代へ 各疾患の治療の現状 筋強直性ジストロフィー (2020)
  • 著者名/発表者名: 中森雅之、高橋正紀
  • 雑誌名: 小児科診療 巻: 83 ページ: 45-50
• [雑誌論文] A slipped-CAG DNA-binding small molecule induces trinucleotide-repeat contractions in vivo. (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamori M, Panigrahi G, Lanni S, Gall-Duncan T, Hayakawa H, Tanaka H, Luo J, Otabe T, Li J-X, Sakata A, Caron M-Ch, Niraj J, Prasolava T, Chiang K, Masson J-Y, Wold MS, Wang X, Lee MYWT, Huddleston J, Munson KM, Davidson S, 中略 Takahashi MP, Eichler EE, Shlien A, Nakatani K, Mochizuki H, Pearson CE.
  • 雑誌名: Nat Genet. 巻: 52 ページ: 146-159
  • DOI: 10.1038/s41588-019-0575-8.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 筋強直性ジストロフィーの臨床および病態機序 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋正紀
  • 雑誌名: 脳神経内科 巻: 91 ページ: 436-442
• [雑誌論文] Straightjacket/α2δ3 deregulation is associated with cardiac conduction defects in myotonic dystrophy type 1. (2019)
  • 著者名/発表者名: Plantie E, Nakamori M, Renaud Y, Huguet A, Choquet C, Dondi C, Miquerol L, Takahashi M, Gourdon G, Junion G, Jagla T, Zmojdzian M, Jagla K
  • 雑誌名: eLife 巻: 8 ページ: e.51114
  • DOI: 10.7554/eLife.51114.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Cardiac conduction disorders as markers of cardiac events but not sudden death in myotonic dystrophy type 1. (2019)
  • 著者名/発表者名: Itoh h, Hisamatsu T, Tamura T, Segawa K, Takahash T, Takada H, Kuru S, Wada C, Suzuki M, Suwazono S, Sasaki S, Okumura K, Horie M, Takahashi M, Matumura T.
  • 学会等名: The 12th International Myotonic Dystrophy Consortium Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Registry of myotonic dystrophy in Japan: Current status and genotype-phenotype correlation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi K, Horie R, Kubota T, Matsumura T, Kimura E, Nakamura H, Takahashi M.
  • 学会等名: The 12th International Myotonic Dystrophy Consortium Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Discrepancy between patient and clinician evaluation of symptoms in myotonic dystrophy. (2019)
  • 著者名/発表者名: Fujino H, Matsumura T, Saito T, Nakayama T, Takahash MP, Imura O.
  • 学会等名: The 12th International Myotonic Dystrophy Consortium Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 筋強直性ジストロフィーにおける認知機能評価バッテリーの提案 (2019)
  • 著者名/発表者名: 藤野陽生、上田幸彦、諏訪園秀吾、松村 剛、高橋正紀、井村 修
  • 学会等名: 第6回 筋ジストロフィーの CNS障害研究会