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2020 年度 実施状況報告書

遺伝子異常を原因とする発達障害におけるアストロサイトの病態意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K21589
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) 2020-07-30 – 2022-03-31
キーワード発達障害 / アストロサイト / 電気穿孔法
研究実績の概要

本研究では、電気穿孔法によるマウス子宮内胎仔脳遺伝子導入法を基軸として「発達障害責任遺伝子のin vivo/vitro病態解析バッテリー」を独自に構築・運用し、 皮質ニューロンおよび海馬歯状回ニューロンの移動・形態・増殖、をin vivoとin vitroで解析している。本研究は、この「バッテリー」を土台にして「アストロサイト解析バッテリー」を新規に構築し、発達障害をアストロサイトの機能障害と云う視点から解析することを目的とした。
ASDやIDの責任遺伝子でアストロサイトにも発現している分子(RBFOX1, NR1D1)を選択して、RNAiベクターによる発現抑制で遺伝子異常(ハプロ不全)を模倣した。灰白質と白質に局在するアストロサイトの固定スライス標本を作成し、遺伝子異常を有するアストロサイトの形態と局在を免疫組織観察した。その結果、RBFOX1の発現抑制では形態には差異が見られなかったが、移動障害による局在異常が観察された。
一方、脳の発達過程ではニューロンの局在化がアストロサイトの分布に先行する。そこで、ニューロンでRBFOX1の発現抑制し、アストロサイトの分布・形態を解析したところ、これらの事象については異常な表現型は観察されなかった。
初代培養アストロサイトでRBFOX1の発現抑制し、形態解析と増殖速度の解析をおこなったところ、形態には影響がなかったが、増殖が有意に阻害された。
NR1D1の発現抑制が灰白質と白質に局在するアストロサイトの形体・局在に及ぼす影響についても解析したが、表現型にばらつきが見られる。現在、実験条件を変えてさらに実験を重ねて統計処理を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ニューロンに比較してアストロサイトへの遺伝子導入は効率が悪く、実験系を立ち上げるのに1年位かかった。その為に共焦点レーザー顕微鏡ライブイメージング、および、細胞内Ca濃度と化学伝達物質(ATPとD-セリン)放出の解析に遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

NR1D1の発現抑制実験を進め、灰白質と白質に局在するアストロサイトの形態と局在に及ぼす影響を免疫組織染色で観察する。RBFOX1とNR1D1の発現抑制を行い、共焦点レーザー顕微鏡ライブイメージングによる動態解析、および、細胞内Ca濃度と化学伝達物質(ATPとD-セリン)放出の解析を遂行する。また、他の病態関連遺伝子についても解析を行い、発達障害の病態形成におけるアストロサイトの役割についての知見を集積する。

次年度使用額が生じた理由

ニューロンに比較してアストロサイトへの遺伝子導入は効率が悪く、実験系を立ち上げるのに1年位かかった。その為に共焦点レーザー顕微鏡ライブイメージング、および、細胞内Ca濃度と化学伝達物質(ATPとD-セリン)放出の解析に遅れが生じている。これらの解析を遂行するために次年度使用額を設定した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件) 学会発表 (5件)

  • [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 PLEKHG2, a Rho family-specific guanine nucleotide exchange factor, 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

      Medical Molecular Morphology

      巻: 54 ページ: 146~155

    • DOI

      10.1007/s00795-020-00275-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biochemical and morphological characterization of SEPT1 in mouse brain2020

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

      Medical Molecular Morphology

      巻: 53 ページ: 221~228

    • DOI

      10.1007/s00795-020-00248-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neuropathophysiological significance of the c.1449T>C/p.(Tyr64Cys) mutation in the CDC42 gene responsible for Takenouchi-Kosaki syndrome2020

    • 著者名/発表者名
      Hamada Nanako、Ito Hidenori、Shibukawa Yukinao、Morishita Rika、Iwamoto Ikuko、Okamoto Nobuhiko、Nagata Koh-ichi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 529 ページ: 1033~1037

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.06.104

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pogz deficiency leads to transcription dysregulation and impaired cerebellar activity underlying autism-like behavior in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Suliman-Lavie Reut、Title Ben、Cohen Yahel、Hamada Nanako、Tal Maayan、Tal Nitzan、Monderer-Rothkoff Galya、Gudmundsdottir Bjorg、Gudmundsson Kristbjorn O.、Keller Jonathan R.、Huang Guo-Jen、Nagata Koh-ichi、Yarom Yosef、Shifman Sagiv
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: 5836

    • DOI

      10.1038/s41467-020-19577-0

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Heterotrimeric G‐protein, Gi1, is involved in the regulation of proliferation, neuronal migration, and dendrite morphology during cortical development in vivo2020

    • 著者名/発表者名
      Hamada Nanako、Iwamoto Ikuko、Kawamura Noriko、Nagata Koh‐ichi
    • 雑誌名

      Journal of Neurochemistry

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1111/jnc.15205

    • 査読あり
  • [学会発表] Role of a heterotrimeric G-protein, Gαi1, regulates neurogenesis, migration and development in cortical excitatory neurons.2020

    • 著者名/発表者名
      浜田奈々子、永田浩一
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
  • [学会発表] 三量体Gタンパク質GNAI1の発達障害における病態意義2020

    • 著者名/発表者名
      永田浩一、浜田奈々子、岩本郁子、河村則子
    • 学会等名
      第62回日本小児科学会学術集会
  • [学会発表] Role of WDR45, the autophagy-related gene, in the development of mouse cerebral cortex2020

    • 著者名/発表者名
      野田 万理子、岩本郁子、田畑秀典、伊東秀記、永田浩一
    • 学会等名
      第63回日本神経化学会大会
  • [学会発表] X連鎖知的障害関連分子CNK2の性状機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      伊東秀記、森下理香、野田万理子、永田浩一
    • 学会等名
      日本臨床分子形態学会学術集会
  • [学会発表] 発達障害責任遺伝子 PLEKHG2 の神経組織における発現解析2020

    • 著者名/発表者名
      永田浩一、西川 将司、伊東 秀記、野田万理子、 浜田奈々子、田畑 秀典
    • 学会等名
      日本臨床分子形態学会学術集会

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公開日: 2021-12-27  

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