ゲノムコピー数異常が発達障害を来たすメカニズムの解明

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24791090
• 研究機関: 東京女子医科大学
• 研究代表者: 下島 圭子 東京女子医科大学, 医学部, 特任助教 (30578935)
• キーワード: ｉＰＳ細胞 / 発達障害 / 神経細胞遊走障害 / ニューロン / シナプス

研究概要

アレイCGH解析によりゲノムコピー数異常が発症原因と同定された発達障害患者から皮膚線維芽細胞を採取し、疾患iPS細胞を樹立し、神経系細胞に分化誘導させて病態解析を行っている。分化の過程毎に網羅的な遺伝子発現解析を行い、神経細胞の形態の差異を比較することによりゲノムコピー数異常が発達障害をきたすメカニズムの解析を行うことが本研究の目的である。
現在までに、異なる原因遺伝子によって神経細胞遊走障害を来たし発達障害を示す患者2例において、終脳への分化誘導過程において共通する遺伝子の発現低下を見出した。論文投稿したが、正常コントロールを複数例に増やして比較するように査読者より助言をうけ、現在再投稿にむけて追加実験を行っている。
さらに、神経細胞の遊走能を視覚的に比較測定するため、iPS細胞を蛍光ラベル化し、神経分化誘導過程のタイムラプス撮影による記録に取り組んだ。
また、今年度は発達障害をきたす患者の脳におけるミクロレベルでの差を評価するため、iPS細胞から分化誘導したニューロンにおけるspineを評価する手法の確立を目指した。現在までにspineの存在を免疫染色で確認することに成功したが、その密度や分布をどのような条件で計測すべきかについて、条件検討を続けている。この評価法を確立することで、今までは視覚的に確認できなかった生きたままのヒト神経細胞におけるミクロレベルの病態解析が可能となり、さらに今後は幅広く中枢神経系疾患を対象とした病態解析にも応用が可能と考えている。

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

今年度は論文投稿まで行うことができた。条件検討中ではあるがミクロレベルでの観察にも取り組むことができた。ほぼ計画通りに遂行できている。

今後の研究の推進方策

現在論文投稿中のテーマに関しては追加実験を速やかに行い、論文受理を目指す。
タイムラプス解析も結果が出たら速やかに論文投稿をすすめる。
spineの評価手法を確立し、すでにiPS細胞を樹立している新たな発達障害患者において解析を行う。

次年度の研究費の使用計画

年度初めから7月末まで育児休暇を取得しており、その期間の研究が中断されていたため。
spine観察に必要な消耗品費として免疫染色用の試薬と抗体の購入などに使用する。

研究成果

• [雑誌論文] An emerging phenotype of Xq22 microdeletions in females with severe intellectual disability, hypotonia and behavioral abnormalities. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Wilsdon A, Joss S, Isidor B, Erlandsson A, Suri M, Sangu N, Shimada S, Shimojima K, Le Caignec C, Samuelsson L, Stefanova M.
  • 雑誌名: J Hum Genet. 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1038/jhg.2014.21.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overlapping microdeletions involving 15q22.2 narrow the critical region for intellectual disability to NARG2 and RORA. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Mencarelli MA, Di Marco C, Mucciolo M, Vascotto M, Balestri P, Gérard M, Mathieu-Dramard M, Andrieux J, Breuning M, Hoffer MJ, Ruivenkamp CA, Shimada S, Sangu N, Shimojima K, Umezu R, Kawame H, Matsuo M, Saito K, Renieri A, Mari F.
  • 雑誌名: Eur J Med Genet. 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1016/j.ejmg.2014.02.001.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Narrowing of the responsible region for severe developmental delay and autistic behaviors in WAGR syndrome down to 1.6 Mb including PAX6, WT1, and PRRG4. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Togawa M, Shimada S, Sangu N, Shimojima K, Okamoto N.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 164A(3) ページ: 634－638
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36325.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel nucleotide mutation leading to a recurrent amino acid alteration in SH3BP2 in a patient with cherubism. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sangu N, Shimosato T, Inoda H, Shimada S, Shimojima K, Ando T, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Congenit Anom (Kyoto) 巻: 53(4) ページ: 163－169
  • DOI: 10.1111/cga.12013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Challenges in genetic counseling because of intra-familial phenotypic variation of oral-facial-digital syndrome type 1. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Shimada S, Sugawara M, Yoshikawa N, Niijima S, Urao M, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Congenit Anom (Kyoto) 巻: 53(4) ページ: 155－159
  • DOI: 10.1111/j.1741-4520.2012.00384.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microdeletions of 3p21.31 characterized by developmental delay, distinctive features, elevated serum creatine kinase levels, and white matter involvement. (2013)
  • 著者名/発表者名: Eto K, Sakai N, Shimada S, Shioda M, Ishigaki K, Hamada Y, Shinpo M, Azuma J, Tominaga K, Shimojima K, Ozono K, Osawa M, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 161A(12) ページ: 3049-3056
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36156.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microdeletions of 5.5 Mb (4q13.2-q13.3) and 4.1 Mb (7p15.3-p21.1) associated with a saethre-chotzen-like phenotype, severe intellectual disability, and autism. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimada S, Okamoto N, Nomura S, Fukui M, Shimakawa S, Sangu N, Shimojima K, Osawa M, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 161A(8) ページ: 2078-2083
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.36027.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical manifestations of Xq28 functional disomy involving MECP2 in one female and two male patients. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimada S, Okamoto N, Hirasawa K, Yoshii K, Tani Y, Sugawara M, Shimojima K, Osawa M, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 161A(7) ページ: 1779-1785
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35975.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel homozygous mutation of GJC2 derived from maternal uniparental disomy in a female patient with Pelizaeus-Merzbacher-like disease. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Tanaka R, Shimada S, Sangu N, Nakayama J, Iwasaki N, Yamamoto T.
  • 雑誌名: J Neurol Sci. 巻: 330(1-2) ページ: 123-126
  • DOI: 10.1016/j.jns.2013.04.017.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of iPS cells from patients with CNS diseases. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimojima K, Yamamoto T.
  • 雑誌名: No To Hattatsu. 巻: 45(2) ページ: 137-142
• [雑誌論文] 109 kb deletion of chromosome 4p16.3 in a patient with mild phenotype of Wolf-Hirschhorn syndrome. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okamoto N, Ohmachi K, Shimada S, Shimojima K, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 161A(6) ページ: 1465-1469
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35910.
  • 査読あり
• [雑誌論文] De novo triplication of 11q12.3 in a patient with developmental delay and distinctive facial features (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Matsuo M, Shimada S, Sangu N, Shimojima K, Aso S, Saito K.
  • 雑誌名: Mol Cytogenet. 巻: 6(1) ページ: 15
  • DOI: 10.1186/1755-8166-6-15.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A cryptic microdeletion including MBD5 occurring within the breakpoint of a reciprocal translocation between chromosomes 2 and 5 in a patient with developmental delay and obesity. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shichiji M, Ito Y, Shimojima K, Nakamu H, Oguni H, Osawa M, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 161(A) ページ: 850-855
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35768.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interstitial duplication of 2q32.1-q33.3 in a patient with epilepsy, developmental delay, and autistic behavior. (2013)
  • 著者名/発表者名: Usui D, Shimada S, Shimojima K, Sugawara M, Kawasaki H, Shigematu H, Takahashi Y, Inoue Y, Imai K, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Am J Med Genet A. 巻: 161A(5) ページ: 1078-1084
  • DOI: 10.1002/ajmg.a.35679.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-exome sequencing of a unique brain malformation with periventricular heterotopia, cingulate polymicrogyria and midbrain tectal hyperplasia. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okumura A, Hayashi M, Shimojima K, Ikeno M, Uchida T, Takanashi J, Okamoto N, Hisata K, Shoji H, Saito A, Furukawa T, Kishida T, Shimizu T, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Neuropathology. 巻: 33(5) ページ: 553-560
  • DOI: 10.1111/neup.12007.
  • 査読あり
• [雑誌論文] PRRT2 mutation in Japanese children with benign infantile epilepsy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Okumura A, Shimojima K, Kubota T, Abe S, Yamashita S, Imai K, Okanishi T, Enoki H, Fukasawa T, Tanabe T, Dibbens LM, Shimizu T, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Brain Dev. 巻: 35(7) ページ: 641-646
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2012.09.015.
  • 査読あり
• [雑誌論文] MECP2 duplication syndrome in both genders. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shimada S, Okamoto N, Ito M, Arai Y, Momosaki K, Togawa M, Maegaki Y, Sugawara M, Shimojima K, Osawa M, Yamamoto T.
  • 雑誌名: Brain Dev. 巻: 35(5) ページ: 411-419
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2012.07.010.
  • 査読あり
• [学会発表] Pelizaeus-Merzbacher-like disease患者に認められたGJC2ホモ変異は母親性ダイ ソミーによるLOHによって生じた (2013)
  • 著者名/発表者名: 下島圭子、田中 竜太、島田 姿野、三宮 範子、中山 純子、岩崎 信明、山本俊至
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会学術集会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20131120-20131123