ナトリウムチャネル遺伝子変異が引き起こすてんかん性脳症の発症機序解明

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25461572
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 荻原 郁夫 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 副チームリーダー (30373286)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: てんかん性脳症 / 自閉症スペクトラム障害 / ナトリウムチャネル遺伝子 / 興奮性神経細胞 / 抑制性神経細胞 / 脳・神経 / 神経科学

研究実績の概要

電位依存性ナトリウムチャネルα２（SCN2A）遺伝子は、乳幼児期発症てんかん性脳症、自閉症スペクトラム障害、ならびに知的障害の責任遺伝子として報告され、以降、症例蓄積が急速に進んでいる。その一方で、分子発症機序は、ほぼ不明である。本研究の目標は、てんかんや自閉症様行動、知的障害に関わる脳神経回路を同定し、分子病態理解と治療法開発に貢献することである。本研究の実施計画は、次に挙げる3項目「１、SCN2A遺伝子産物（Nav1.2）のマウス脳内発現局在様式の解析」「２、てんかんモデルマウス確立を目指したヘテロ接合型興奮性神経細胞特異的SCN2A遺伝子破壊マウスとヘテロ接合型GABA作動性インターニューロン特異的SCN2A遺伝子破壊マウスの解析」「３、知的障害モデルマウス確立を目指したヘテロ接合体SCN2A遺伝子ノックアウトマウスの空間記憶学習能力と文脈記憶能力解析」から構成されている。
当該年度について、研究計画項目１は、GABA作動性インターニューロン特異的に緑色蛍光タンパクを発現するトランスジェニックマウスを用いて、インターニューロンがNav1.2を発現していることを確認し、さらに、軸索起始部にNav1.2を発現するインターニューロンサブタイプを同定した。研究項目2は、コンディショナルSCN2A遺伝子破壊マウスのけいれん誘発剤に対する感受性を解析したが、感受性に顕著な変化を認めなかった。研究計画項目3は、SCN2A遺伝子ノックアウトマウスに対してバーンズ迷路テストを行い、空間記憶学習能力に異常を見出した。恐怖条件付けテストについては、二通りのテストを実施、どちらのテストにおいても異常行動を見出した。来年度は、前年度、今年度に得られた研究結果を合わせ、学術雑誌に投稿、発表を目指す。

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

１、SCN2A遺伝子産物（Nav1.2）の脳内局在について、データ解析が順調に進展した。
２、コンディショナルSCN2A遺伝子破壊マウスについて、けいれん誘発剤に対する感受性テストのデータ解析が順調に進展した。
３、SCN2A遺伝子ノックマウスについて、行動テストのデータ解析が順調に進展した。

今後の研究の推進方策

今年度までに得られたデータをまとめ、学術雑誌に投稿して発表する。

研究成果

• [雑誌論文] Unique localization of sodium channel β4 subunit in unmyelinated fibers and its role in striatum. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyazaki, H., Oyama, F., Inoue, R., Aosaki, T., Abe, T., Kiyonari, H., Kino, Y., Kurosawa, M., Shimizu, J., Ogiwara, I., Yamakawa, K., Koshimizu, Y., Fujiyama, F., Kaneko, T., Shimizu, H., Nagatomo, K., Yamada, K., Shimogori, T., Hattori, N., Miura, M., Nukina, N.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 ページ: 5525
  • DOI: DOI: 10.1038/ncomms6525
  • 査読あり
• [学会発表] Dravet症候群成因解明のためのScn1a遺伝子発現可視化マウスの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 荻原郁夫、眞崎恵美、山川和弘
  • 学会等名: 第48回日本てんかん学会学術集会
  • 発表場所: 京王プラザホテル（新宿）、東京
  • 年月日: 2014-10-03
• [学会発表] Neuron-type-specific gene deletion reveals a previously unrecognized Nav1.1 distribution in excitatory neurons (2014)
  • 著者名/発表者名: Ogiwara, I., Iwasato, T., Yamagata, T., Mazaki, E., Yanagawa, Y., Tamamaki, N., Itohara, S., Yamakawa, K.
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] 海馬パルブアルブミン抑制性神経細胞におけるNav1.1発現低下がけいれん発作を生じる (2014)
  • 著者名/発表者名: 荻原郁夫、山川和弘
  • 学会等名: 第56回日本小児神経学会総会
  • 発表場所: アクトシティ浜松、浜松、静岡
  • 年月日: 2014-05-30
• [備考] 理化学研究所神経遺伝研究チームホームページ
  • URL: http://www.brain.riken.go.jp/labs/ngs/indexj.html