ニューロサーキット異常をきたす新規てんかんの原因遺伝子の解析とその病態解明

2011 年度 実績報告書

• 研究領域: シナプス・ニューロサーキットパソロジーの創成
• 研究課題/領域番号: 23110529
• 研究機関: 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター
• 研究代表者: 星野 幹雄 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所・病態生化学研究部, 部長 (70301273)
• キーワード: 神経科学 / 発生・分化 / 大脳皮質 / てんかん / 発達障害 / 精神遅滞

研究概要

イハラてんかんラット(IER; Ihara Epileptic Rat)」は生後3～5ヶ月からてんかん症状を呈し約一年で死に至る原因不明の自然発症ラット突然変異体であり、「精神遅滞症状が先行し、その後てんかんが生じるヒト疾患」の良いモデル動物になる。IERのてんかん発作前の脳についてさらに詳細な解析を行った。
ゴルジ染色によって、大脳皮質のV層神経細胞で、樹状突起の側方への進展が障害されているということが認められた。さらに、海馬初代培養では、神経突起の進展と分岐が障害されていた。また、扁桃体における抑制性神経細胞の分布に異常があるということ、そしてその神経突起が異常な形態をしているということがわかった。つまりこのラットでは、扁桃体における抑制性神経細胞がその神経抑制機能が果たせないということや、さらに個々の神経細胞の突起形成の障害によるニューロサーキット異常のためにてんかん準備状態となり、その後てんかんを発症するのではないかと考えられた。原因遺伝子Epi-IERが神経突起の伸長と分岐に関わることを、初代培養細胞への遺伝子導入によって明らかにした。IERでは、Epi-IER遺伝子ゲノム上に一塩基置換があり、それがスプライシング異常を引き起こして遺伝子機能を失うことも明らかにした。また、ヒト疾患の探索のためのスクリーニングを開始した。

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

IERの原因遺伝子を確定できたこと。Epi-IERのゲノム上における一塩基置換が原因となってスプライシング異常を引き起こしていることが、IERの原因であることを明らかにしたこと。ヒト疾患の探索のために、精神遅滞リサーチリソースの症例のスクリーニングを開始したこと。以上から、初年度としては予定通りである。

今後の研究の推進方策

IERの電気生理学的解析を行い、脳神経系にどのような機能異常があるのかを調べ、精神遅滞やてんかん様症状がいかにしれ招来されるのかを明らかにする。国立精神神経医療研究センターの400家系600症例におよぶ「精神遅滞リサーチリソース」をスクリーニングし、Epi-IER遺伝子の異常によるヒト精神遅滞やてんかんの症例の同定に努める。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphorylation of STEF/Tiam2 by protein kinase A is critical for Racl activation and neurite outgrowth in dibutyryl cAMP-treated PC12D cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto A, Hoshino M, Matsuda M, Nakamura T
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: 22 ページ: 1780-1790
  • DOI: 10.1091/mbc.E10-09-0783
  • 査読あり
• [雑誌論文] RBP-J promotes the maturation of neuronal progenitors (2011)
  • 著者名/発表者名: Komine O, Nagaoka M, Hiraoka Y, Hoshino M, Kawaguchi Y, Pear WS,Tanaka K
  • 雑誌名: Dev.Biol. 巻: 354 ページ: 44-54
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.03.020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deregulation of the p57-E2F1-p53 axis results in nonobstructive hydrocephalus and cerebellar malformation in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Susaki E, Onoyama I, Nakayama K, Hoshino M, Nakayama KI
  • 雑誌名: Mol Cell Biol 巻: 31 ページ: 4176-4192
  • DOI: 10.1128/MCB.05370-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thioredoxin mediates oxidation-dependent phosphorylation of CRMP2 and growth cone collapse (2011)
  • 著者名/発表者名: Morinaka A, Yamada M, Itofusa R, Funato Y, Yoshimura Y, Nakamura F, Yoshimura T, Kaibuchi K, Goshima Y, Hoshino M, Kamiguchi H, Miki H
  • 雑誌名: Science Signaling 巻: 4(170) ページ: ra26
  • DOI: 10.1126/scisignal.2001127
  • 査読あり
• [学会発表] Genetic studies on the Development and Function of the Hypothalamus using Ptfla-Cre &-flox knock-in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujiyama T, Nagaoka M, Kumanogoh H, Yanagawa Y, Magnuson M, Obata K, Kawaguchi Y, Nabeshima Y, Hoshino M
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜国際会議場
  • 年月日: 20110914-20110917
• [学会発表] Proteomic analyses of novel binding partners of Atoh1 and Ptfla, cerebellar development-related proteins (2011)
  • 著者名/発表者名: Owa T, Taya S, Nishioka T, Kaibuchi K, Hoshino M
  • 学会等名: 第34回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜国際会議場
  • 年月日: 20110914-20110917
• [学会発表] Olig2 and Gsh1 regulate cell fate decisions in embryonic cerebellum (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀬戸裕介, 中谷智哉, 増山典久, 皆木康子, 熊井実, 濱口晶子, マークマグヌソン, 川口義弥, 池中一裕, 竹林浩秀, 石渡信一, 尾野雄一, 星野幹雄
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜国際会議場
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] Roles of transcription factors in specifying neuron subtypes in the cerebellar system (2011)
  • 著者名/発表者名: Hoshino M.
  • 学会等名: 4th International Symposium of the Society for Research on the Cerebellum
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2011-09-18
• [図書] 小脳皮質のないマウス「セレベレス」モデル動物利用マニュアル・疾患モデルの作製と利用・脳神疾患第4章第2節 (2011)
  • 著者名/発表者名: 星野幹雄
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: エル・アイ・シー
• [備考]
  • URL: http://www.ncnp.go.jp/nin/guide/r_diag/index.html