RTT患者iPS細胞を用いたシナプス関連遺伝子発現異常に基づく自閉症病態の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25860852
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 三宅 邦夫 山梨大学, 総合研究部, 助教 (60550712)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: レット症候群 / エピジェネティクス / 発達障害 / 自閉症 / ＭＥＣＰ２

研究実績の概要

レット症候群(RTT)の原因遺伝子産物であるMeCP2は脳の発達過程において遺伝子発現調節を行う重要な転写調節因子であるが、これまでにRTTの主徴である自閉症病態の解明に結びつく、MeCP2標的遺伝子は見つかっていなかった。また近年、MeCP2は遺伝子発現抑制だけでなく、遺伝子発現の促進にも関与していることが示唆されてきたが、どのような遺伝子がどのようなメカニズムで促進されているのかはよくわかっていない。一方で、自閉症をはじめとした神経発達障害がシナプスの形成や機能異常と関連していることが示唆されていることから、MeCP2欠損によるシナプス関連遺伝子の発現調節異常が病態メカニズムに関与していることが考えられる。
本研究はRTT患者由来のiPS細胞を用いて、MeCP2を介したシナプス関連遺伝子の発現調節分子メカニズム及びシナプス形成・機能異常の関連性を明らかにすることを目的とした。
本研究の結果、シナプスの足場タンパク質であるLin7aがMeCP2により発現調節されていることを見出した。これまでMeCP2によって発現を抑制される遺伝子はいくつか報告されてきたが、本研究で我々はLin7aがMeCP2により遺伝子発現が促進され、MeCP2欠損により促進効果が抑制されることを見出した。またRTT患者由来のiPS細胞を作製した結果、正常MECP2発現細胞iPS株及び変異MECP2発現iPS細胞株が樹立された。これらの細胞株を使用して神経分化誘導を行った結果、変異MECP2発現iPS細胞では神経分化誘導効率や神経突起形成に異常がみられることが確認された。今後、さらに詳細なシナプス関連分子の発現・機能異常を明らかにし、患者iPS細胞を用いた治療薬の開発につながることが期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Understanding the epigenetics of neurodevelopmental disorders and DOHaD (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubota T, Miyake K, Hariya N, Mochizuki K
  • 雑誌名: J Dev Orig Health Dis 巻: 1 ページ: 1-9
• [雑誌論文] A Female Patient with Incomplete Hemophagocytic Lymphohistiocytosis Caused by a Heterozygous XIAP Mutation Associated with Non-Random X-Chromosome Inactivation Skewed Towards the Wild-Type XIAP Allele (2015)
  • 著者名/発表者名: Yang X, Hoshino A, Taga T, Kunitsu T, Ikeda Y, Yasumi T, Yoshida K, Wada T, Miyake K, Kubota T, Okuno Y, Muramatsu H, Adachi Y, Miyano S, Ogawa S, Kojima S, Kanegane H
  • 雑誌名: J Clin Immunol 巻: 35(3) ページ: 244-8
  • DOI: 10.1007/s10875-015-0144-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular mechanism in Rett syndrome. (2015)
  • 著者名/発表者名: Miyake K, Kubota T
  • 雑誌名: Nihon Yakurigaku Zasshi. 巻: 145(4) ページ: 178-82
  • DOI: 10.1254/fpj.145.178
• [雑誌論文] Expressions of tight junction proteins Occludin and Claudin-1 are under the circadian control in the mouse large intestine: implications in intestinal permeability and susceptibility to colitis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyoko OO, Kono H, Ishimaru K, Miyake K, Kubota T, Ogawa H, Okumura K, Shibata S, Nakao A
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9(5) ページ: e98016
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 神経疾患のエピゲノム―脳機能障害を理解する新しい指標 (2014)
  • 著者名/発表者名: 久保田 健夫, 平澤 孝枝, 三宅 邦夫
  • 雑誌名: BRAIN and NERVE 巻: 66(5) ページ: 591-7
• [雑誌論文] Epigenetics as a basis for diagnosis of neurodevelopmental disorders: challenges and opportunities (2014)
  • 著者名/発表者名: Kubota T, Miyake K, Hariya N, Mochizuki K
  • 雑誌名: Expert Rev Mol Diagn 巻: 14(6) ページ: 685-97
  • DOI: 10.1586/14737159.2014.925805
• [学会発表] DNA のメチル化修飾を検出できるアニオン交換 HPLC カラムの臨床応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 22.武居 美沙、三宅 邦夫、山田 有理子、與谷 卓也、久保田 健夫
  • 学会等名: 日本人類遺伝学会第５９回大会
  • 発表場所: タワーホール船堀 （江戸川区・東京）
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-22
• [学会発表] 発達障害とエピジェネティクス (2014)
  • 著者名/発表者名: 三宅 邦夫
  • 学会等名: 日本ストレス学会学術総会 第30回記念大会
  • 発表場所: 日本大学文理学部百周年記念館（世田谷区・東京）
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] Clinical application of an anion exchange HPLC column that distinguishes DNA methylation status (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Miyake, Y. Yamada, T. Yotani, T. Kubota
  • 学会等名: ASHG
  • 発表場所: San Diego （USA)
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-22
• [学会発表] Change of neuronal gene expression by administration of various anti-depressant in primary neocortical neurons (2014)
  • 著者名/発表者名: N. A. Nguyen, K. Miyake, T. Kubota
  • 学会等名: ASHG
  • 発表場所: San Diego （USA)
  • 年月日: 2014-10-18 – 2014-10-22
• [学会発表] 変異体マウスを用いた翻訳伸長因子遺伝子欠損の血液学的影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 18.庄司 陽平,久保田 悠一,井上 克枝,久保田 健夫,三宅 邦夫,葛西 宏威,武川 克志,手塚 英夫.
  • 学会等名: 第60回日本実験動物学会総会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (茨城県・つくば市）
  • 年月日: 2014-05-15 – 2014-05-17
• [備考] 環境遺伝医学講座
  • URL: http://www.epigenetmed.com/
• [産業財産権] インプリンティング疾患の診断に有効な染色体機能異常の検査方法 (2014)
  • 発明者名: 久保田健夫、三宅邦夫
  • 権利者名: 久保田健夫、三宅邦夫
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-165148
  • 出願年月日: 2014-08-14
• [産業財産権] 幹細胞の品質管理方法 (2014)
  • 発明者名: 與谷卓也、山田有里子、砂村栄一郎、久保田健夫、三宅邦夫
  • 権利者名: 與谷卓也、山田有里子、砂村栄一郎、久保田健夫、三宅邦夫
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2014-213137
  • 出願年月日: 2014-10-17