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2020 年度 実施状況報告書

組換え型自己抗体を活用した自己免疫性脳炎の病態解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K22548
研究機関生理学研究所

研究代表者

深田 正紀  生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 教授 (00335027)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
キーワード自己免疫性脳炎 / LGI1 / GABAa受容体 / 組換え抗体 / シナプス / けいれん
研究実績の概要

自己免疫性脳炎は、けいれん、記憶障害、精神症状など多様な症状を呈する亜急性の脳疾患である。近年、私共を含めた研究によりこれら患者血清あるいは髄液中には、シナプス蛋白質(NMDA受容体、LGI1、GABA受容体、AMPA受容体等)に対する自己抗体が存在することが明らかになってきた。しかし、患者血清中の自己抗体は量、質ともに制約があり、自己抗体と神経症状との因果関係の解明には至っていない。最近、自己免疫性脳炎患者のB細胞から標的蛋白質に対する組換え型モノクロナール抗体(自己抗体)が単離されはじめた。本研究では、患者由来の組換え型自己抗体を活用し、分子、神経細胞、神経回路、動物個体レベルでの標的蛋白質の生理機能や自己抗体の病態機構を明らかにする。2019年度は、LGI1モノクロナール抗体の解析を進め、その分子、神経細胞、回路病態を明らかにした(Kornau et al, Ann Neurol, 2020)。一方、2020年度は、共同研究者のPruss博士らにより単離された組換え型GABAa受容体モノクロナール抗体の性状解析を進めた。私共は、細胞表面結合実験により、複数得られたGABAa受容体抗体のサブユニット特異性、親和性を明らかにした。当該患者においては、GABAa受容体のαおよびγサブユニットが主たる標的抗原であることを見出した。また、Pruss博士らは、GABAa受容体抗体がGABAa受容体を介したシナプス伝達を減少させること、およびGABAa受容体抗体のマウス脳内投与によりけいれん発作やカタトニアが誘導されことを見出した。以上の結果から、患者由来のGABAa受容体抗体は、GABAa受容体を介したシナプス伝達を阻害することで、けいれん発作やカタトニアを引きおこすことが明らかになった(Kreye et al, bioRxivに掲載, under revision)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

(1) 患者B細胞から単離した組換え型モノクロナール抗体の中から、GABAa受容体に特異的に反応する抗体を同定した。
(2) GABAa受容体抗体の標的サブユニットを決定し、αサブユニットとγサブユニットに反応するクローンを得た。
(3) GABAa受容体抗体が、GABAa受容体を介したシナプス伝達を低下させること、およびマウスにけいれんを惹起させることを明らかにした(Pruss博士らとの共同研究)。

今後の研究の推進方策

現在投稿中の論文の査読実験を実施し、早期に論文受理を目指す。

次年度使用額が生じた理由

[次年度使用額が生じた理由] 効率よく実験をおこなえたことにより、予定していた物品費の執行が減少した。また、補助事業の目的をより精緻に達成するための研究を実施する必要性が生じたため(投稿中論文のrevise実験)。
[使用計画] 組換え型自己抗体の性状解析や機能解析に必要となる物品費(神経細胞培養やイメージング等)およびその他(動物飼育費、分析室使用料など)として、計画的に執行する。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] UCSF/UCSD(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UCSF/UCSD
  • [国際共同研究] DZNE(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      DZNE
  • [国際共同研究] IST(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      IST
  • [国際共同研究] UCL/The University of Edinburgh(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      UCL/The University of Edinburgh
  • [国際共同研究] University of Helsinki(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      University of Helsinki
  • [雑誌論文] LGI1-ADAM22-MAGUK configures transsynaptic nanoalignment for synaptic transmission and epilepsy prevention2021

    • 著者名/発表者名
      Fukata Yuko、Chen Xiumin、Chiken Satomi、Hirano Yoko、Yamagata Atsushi、Inahashi Hiroki、Sanbo Makoto、Sano Hiromi、Goto Teppei、Hirabayashi Masumi、Kornau Hans-Christian、Pruss Harald、Nambu Atsushi、Fukai Shuya、Nicoll Roger A.、Fukata Masaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 ページ: e2022580118

    • DOI

      10.1073/pnas.2022580118

    • 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、Yamagata Atsushi、Imai Ayako、Kim Juhyon、Izumi Hironori、Nakashima Shogo、Shiroshima Tomoko、Maeda Asami、Iwasawa-Okamoto Shiho、Azechi Kenji、Osaka Fumina、Saitoh Takashi、Maenaka Katsumi、Shimada Takashi、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Matsumoto Jumpei、Nishijo Hisao、Takao Keizo、Tanaka Shinji、他6名
    • 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
  • [雑誌論文] Encephalitis patient derived monoclonal GABAA receptor antibodies cause catatonia and epileptic seizures2021

    • 著者名/発表者名
      Kreye Jakob、Wright Sukhvir K.、van Casteren Adriana、Machule Marie-Luise、Reincke S. Momsen、Nikolaus Marc、Stoffler Laura、van Hoof Scott、Sanchez-Sendin Elisa、Kornau Hans-Christian、Kaindl Angela M.、Wilson Max A.、Greenhill Stuart、他5名、Geis Christian、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Pruss Harald
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2021.01.28.428602

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] APEGS法によるタンパク質パルミトイル化修飾の定量2021

    • 著者名/発表者名
      深田正紀、横井紀彦、深田優子
    • 雑誌名

      電気泳動

      巻: 65 ページ: -

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Forelimb movements evoked by optogenetic stimulation of the macaque motor cortex2020

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Hidenori、Sano Hiromi、Chiken Satomi、Kobayashi Kenta、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Mushiake Hajime、Nambu Atsushi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 3253

    • DOI

      10.1038/s41467-020-16883-5

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A genetically encoded red fluorescence dopamine biosensor enables dual imaging of dopamine and norepinephrine2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamoto Chihiro、Goto Yuhei、Tomizawa Yoko、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Harpsoe Kasper、Gloriam David E.、Aoki Kazuhiro、Takeuchi Tomonori
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.05.25.115162

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Acyl-PEGyl exchange gel-shift (APEGS) assay for palmitoylation quantification2020

    • 著者名/発表者名
      Fukata Masaki、Yokoi Norihiko、Fukata Yuko
    • 学会等名
      第71回 日本電気泳動学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] Synaptic function regulated by palmitate cycling on PSD-95 and trans-synaptic LGI1 and ADAM222020

    • 著者名/発表者名
      Fukata Masaki、Yuri Miyazaki、Yokoi Norihiko、Fukata Yuko
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [図書] 膜タンパク質工学ハンドブック2020

    • 著者名/発表者名
      平野瑶子、宮﨑裕理、横井紀彦、平田哲也、深田正紀、深田優子
    • 総ページ数
      17
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      978-4-86043-537-0
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/fukata/

  • [備考] プレスリリース:神経シナプス間の軸調整を担う分子群を発見―新たなてんかん病態を解明―

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/release/2021/01/post_426.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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