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2021 年度 実施状況報告書

遺伝学的知見に基づく新たなてんかん治療戦略の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K19390
研究機関生理学研究所

研究代表者

深田 優子  生理学研究所, 分子細胞生理研究領域, 准教授 (40416186)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワードてんかん / ADAM22脳症 / 遺伝子変異
研究実績の概要

“てんかん”は最も頻度の高い神経疾患の一つであり、根本的な病態の理解と治療法の開発が待たれている。これまで抗てんかん薬は、シナプス伝達や神経細胞の興奮を担うイオンチャネルを主な標的として開発されてきたが、これら薬剤だけでは治療困難な例も多い。研究代表者は、家族性てんかんの原因遺伝子産物である分泌蛋白質LGI1とその受容体であるADAM22が、興奮性シナプス伝達を担うAMPA受容体や細胞興奮性を決定するKvチャネルを制御することを示してきた。また、難治性てんかん患者において、最初のヒトADAM22変異を見出した(Muona, Fukata Y et al, Neurol Genet 2016)。本研究では、新たに見出したADAM22変異の性状解析を通じてADAM22脳症の分子病態を解明し、LGI1-ADAM22経路を標的とする新たな“てんかん治療戦略”の提案を目指す。2021年度は、17ヶ国間のヒト遺伝学者および臨床医との国際共同研究を通じて、ADAM22遺伝子に複合ヘテロ接合型あるいはホモ接合型バリアントを有する小児てんかん性脳症21症例を見出した。いずれの患者も既存の抗てんかん薬では治療が困難な重篤なてんかん症状を示した。私共は、13種の新規ADAM22バリアントについて、(1)成熟、安定性、(2)細胞膜表面への輸送、発現、(3)LGI1結合能、(4)PSD-95結合能という観点で性状解析を行い、すべてのバリアントがいずれかの機能欠失を示すことを明らかにした。すなわち、ADAM22の機能欠損が「てんかん性脳症」の発症の分子病態であることを示した。以上の結果から、“ADAM22てんかん性脳症”という新たな疾患分類を提案した(van der Knoop*, Maroofian*, Fukata* et al. Brain誌 in press; *, equally contributed)。

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. ADAM22バリアントを13種類見出し、機能欠損型変異であることを見出した。
2. 国際共同研究を通じて、“ADAM22てんかん性脳症”という新たな疾患分類を提案した(Brain誌 in press)。

今後の研究の推進方策

1. さらなるADAM22 バリアントの探索と機能解析
2. ADAM22以外の関連遺伝子においても病的バリアントを探索し、性状解析を進める。
3. 見出した分子病態を踏まえて、新たなてんかん治療戦略を考案、検討する。

次年度使用額が生じた理由

(次年度使用額が生じた理由)準備済みの研究リソースを用いて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。
(使用計画)新たに見出しているてんかん関連タンパク質のバリアント解析に必要となる物品費(イメージングや神経細胞培養等)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 2022 2021 その他

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

  • [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] Erasmus University/Leiden University(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Erasmus University/Leiden University
  • [国際共同研究] UCSF(米国)

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

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      DZNE/Charite-Universitatsmedizin
  • [国際共同研究] Aarhus University(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      Aarhus University
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      12
  • [雑誌論文] Biallelic ADAM22 pathogenic variants cause progressive encephalopathy and infantile-onset refractory epilepsy2022

    • 著者名/発表者名
      van der Knoop M Marieke M*、Maroofian Reza*、Fukata Yuko*、van Ierland Yvette、Karimiani G Ehsan、Lehesjoki Anna-Elina、Muona Mikko、Paetau Anders、Miyazaki Yuri、Hirano Yoko、Selim Laila、-----32名-----、Striano Pasquale、Severino Mariasavina、Fukata Masaki#、Hilhorst-Hofstee Yvonne#、Houlden Henry#
    • 雑誌名

      Brain

      巻: 145 ページ: 2301~2312

    • DOI

      10.1093/brain/awac116

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 14-3-3 proteins stabilize LGI1-ADAM22 levels to regulate seizure thresholds in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Yokoi Norihiko、Fukata Yuko、Okatsu Kei、Yamagata Atsushi、Liu Yan、Sanbo Makoto、Miyazaki Yuri、Goto Teppei、Abe Manabu、Kassai Hidetoshi、Sakimura Kenji、Meijer Dies、Hirabayashi Masumi、Fukai Shuya、Fukata Masaki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 37 ページ: 110107~110107

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.110107

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Trans-synaptic LGI1-ADAM22-MAGUK in AMPA and NMDA receptor regulation2021

    • 著者名/発表者名
      Fukata Yuko、Hirano Yoko、Miyazaki Yuri、Yokoi Norihiko、Fukata Masaki
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 194 ページ: 108628~108628

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2021.108628

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MAGUKs are essential, but redundant, in long-term potentiation2021

    • 著者名/発表者名
      Chen Xiumin、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Nicoll Roger A.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 ページ: -

    • DOI

      10.1073/pnas.2107585118

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A novel red fluorescence dopamine biosensor selectively detects dopamine in the presence of norepinephrine in vitro2021

    • 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

      Molecular Brain

      巻: 14 ページ: 173

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00882-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Encephalitis patient-derived monoclonal GABAa receptor antibodies cause epileptic seizures2021

    • 著者名/発表者名
      Kreye Jakob、Wright K Sukhvir、van Casteren Adriana、Stoffler Laura、Machule Marie-Luise、Reincke S Momsen、Nikolaus Marc、van Hoof Scott、Sanchez-Sendin Elisa、Homeyer A Marie、Cordero Gomez Cesar、Kornau Hans-Christian、-----12名-----、Wickel Jonathan、Geis Christian、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Pruss Harald
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Medicine

      巻: 218 ページ: -

    • DOI

      10.1084/jem.20210012

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Trans-synaptic LGI1-ADAM22-MAGUK protein complex in synaptic functions and disorders2021

    • 著者名/発表者名
      Fukata Masaki、Fukata Yuko
    • 学会等名
      SYNABS Symposium (Germany, Virtual meeting)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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 新たなてんかん治療戦略を提案

    • URL

      https://www.nips.ac.jp/release/2021/12/_adam22.html

  • [備考] 生理学研究所研究報告 難治性乳幼児てんかんの新しい疾患分類 "ADAM22てんかん脳症" を提案

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/nips_research/2022/04/_adam22_17.html

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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