FOXP2遺伝子改変マウスを用いた脳構造機能の進化と言語獲得の分子基盤の研究

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21200011
• 研究機関: 国際医療福祉大学
• 研究代表者: 桃井 隆 国際医療福祉大学, 保健医療学部, 教授 (40143507)
• 研究分担者: 藤田 恵理子 自治医科大学, 小児科学教室, 研究員 (20291651) ; 桃井 真里子 自治医科大学, 小児科学教室, 教授 (90166348)
• キーワード: 進化 / 言語 / 言語障害 / Broca / FOXP2

研究概要

言語障害の原因遺伝子FOXP2の発見により進化におけるヒト言語獲得の分子機構の解析に分子生物学的手法が可能となった。本研究は進化の過程でヒトが獲得した言語能力の分子基盤の解明を目的とする。コミュニケーション手段としての音声言語は必ずしもヒトに固有のものではなく、生物言語にもその原型が存在する。ヒト言語障害の変異R553Hに対応する変異を導入したFoxp2(R552H)-KIマウスは小脳プルキンエ細胞の発達障害と超音波コミュニケーション(USV)障害を示す(Fujita, et al., PNAS 2008)。Foxp2(R552H)-KIマウス小脳にヒトFOXP2を発現させたTgマウスでは、一部USVが回復することから(Momoi投稿準備中)、Foxp2を介してのヒト言語と生物言語USVは共通の分子基盤が存在する。本研究はヒトマウス脳(大脳、小脳)での共通の分子基盤を解析し、進化の過程でヒトの言語獲得の分子機構の解明を目的とする。本年度は、USV障害と小脳プルキンエ細胞の発達障害との関係を明らかにするため、プルキンエ細胞にPcp2/L7プロモーターを用いて、ヒトFOXP2を発現させ、Foxp2(R552H)-KIマウスと交配することで、ヒトFOXP2を小脳プルキンエ細胞に発現するFoxp2(R552H)-KI-FOXP-cerebellum-Tgマウスを作製した。
Tgマウスでは、部分的ながらUSVが回復することから、小脳がUSVと言語に関与する分子機構の一つであることを明らかにした(Momoi投稿準備中)。
今後、FOXP2の結合蛋白や発現調節する遺伝子、リン酸化を解析し、言語とUSVの共通の分子基盤を解析し、ヒト言語獲得の分子機構の解明への突破口とする。

研究成果

• [雑誌論文] Endoplasmic reticulum stress induced by synaptic adhesion molecules, CADM1, with mutation related to the Autism Spectrum Discorders. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fujita E., Dai, H., Tanabe, Y., Zhiling Y., Yamagata, T., Miyakawa, T., Tanokura, M., Momoi, MY., Momoi, T.
  • 雑誌名: Cell Death and Disease 巻: 1(6) ページ: e47
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impairment of social and emotional behaviors in Cadml-knockout mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Takayanagi Y, Fujita E, Yu Z, Yamagata T, Momoi MY, Momoi T, Onaka
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 巻: 396(3) ページ: 703-708
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic factors and epidemic factors for autism : endoplasmic reticulum stress and impaired synaptic function. (2009)
  • 著者名/発表者名: Momoi T, Fujita E, Senoo H, Momoi MY.
  • 雑誌名: Cell Biol.Int. 巻: 34 ページ: 13-19
  • 査読あり
• [学会発表] ER stress and degradation of the misfolded proteins neurodegeneratinve disorders and brain developmental disorders. (2009)
  • 著者名/発表者名: Momoi T, Saegusa C, Fujita E, Momoi MY.
  • 学会等名: 17 th ECDO Euroconference cell death control in cancer and neurodegeneration.
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 20090923-20090926
• [学会発表] Impaired Social Interaction and ultrasonic vocalization of the RA175/SynCAM1(Cadm1)-deficient mice and the down-regulation of Mupp1 in the brain (2009)
  • 著者名/発表者名: Momoi T, Fujita E, Takayanagi Y, Tanabe Y, Saegusa C, Onaka T, Momoi MY.
  • 学会等名: Neuroscience2009
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(名古屋)
  • 年月日: 2009-09-18