2013 Fiscal Year Research-status Report
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25670481
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
廣瀬 伸一 福岡大学, 医学部, 教授 (60248515)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | てんかん / ドラベ症候群 / 遺伝子 / 遺伝子修復 / ＴＡＬＥＮ |
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| Research Abstract |
てんかんの病態は長い間不明であったが、近年の分子生物学の発展に伴い、てんかんに関連した遺伝子異常が発見されるようになった。単一遺伝子の異常によるてんかんであれば、理論的にはその遺伝子異常を修復することにより根治することができるはずである。生きている細胞の遺伝子を改変、すなわち修復することは、かつては不可能であった。しかしながら、最近ではいくつかの革新的な分子生物学的技術により、それが可能となった。
ドラベ症候群は、ナトリウムチャネルをコードする遺伝子、ＳＣＮ１Ａの異常により引き起こされる、単一遺伝子異常に起因した難治性のてんかんである。今回、世界に先駆けて、このドラベ症候群の患者より樹立したiPS細胞から神経細胞へ分化誘導することに成功した。これにより、ドラベ症候群の分子病態を明らかにすることができた。さらにこのiPS細胞を用いて、そのＳＣＮ１Ａの異常をＴＡＬＥＮ技術により修復することに成功した。
今後は、遺伝子異常が修復されたiPS細胞から分化誘導した神経細胞と、健常者iPS細胞より分化誘導した神経細胞の神経活動が同じであるか等を比較し、てんかんの病態が回復しているか評価する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
計画と同様にてんかん患者よりiPS細胞を樹立後、神経細胞へ分化誘導することができた。このため、作製したヒトの神経細胞を用いて、ドラベ症候群の病態がGABA系神経細胞の活動電位の減弱によることを、世界に先駆けて明らかにすることができた。この知見により、ドラベ症候群の病態は抑制神経系の不全によることが証明された。今までＳＣＮ１Ａの異常を持つマウスで観察されていた病態が、初めてヒトで再現できた事例となった。さらに、ドラベ症候群ではナトリウムチャネル阻害効果がある抗てんかん薬は、患者の症状を悪化させることが知られていたが、その理由がこれらの抗てんかん薬は抑制神経系の機能不全をさらに悪化させることによることを明確に示すことができた。
ドラベ症候群のiPS細胞の遺伝子修復をＴＡＬＥＮ法により成功することができた。知りうる限り、ドラベ症候群のiPS細胞の遺伝子修復例は他に報告がない。これにより、本研究の最終目的である、難治性てんかんの遺伝子修復による治療開発へ大きく近づいたことになった。さらにTALEN法を用いることで、逆に健常者由来のiPS細胞にドラベ症候群で見られる任意の遺伝子異常の導入が可能であることを意味しており、希少疾患であるドラベ症候群の患者よりiPS細胞を樹立することなく、様々な遺伝子異常によるドラベ症候群の病態研究が行えるようになったと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
遺伝子異常を修復したiPS細胞から神経細胞を樹立して、そのＧＡＢＡ系細胞の特性が健常者から樹立したiPS細胞由来の神経細胞のそれと同様に回復しているか確認する必要がある。同時に現在は一例のドラベ患者のiPS細胞の遺伝子異常の修復に成功したのみであり、今後は他のＳＣＮ１Ａ遺伝子異常を持つ、複数の患者由来のiPS細胞の遺伝子修復を行う必要がある。さらに健常者から樹立したiPS細胞に、ＴＡＬＥＮ技術を用いてドラベ症候群で発見されたＳＣＮ１Ａ遺伝子異常を導入したのち、神経細胞へ分化誘導し、患者由来iPS細胞の神経細胞と同様な異常が観察されるか確認するなどして、相補的な実験を行う。
また、ＴＡＬＥＮ技術によるＳＣＮ１Ａ遺伝子以外のゲノムへの影響を調査するため、遺伝子異常を修復あるいは導入された細胞のゲノム配列を次世代シークエンサーを用いた全ゲノムシークエンスを行い確認する。
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[Journal Article] SCN1A testing for epilepsy: application in clinical practice.2013
Author(s)
Hirose S, Scheffer IE, Marini C, De Jonghe P, Andermann E, Goldman AM, Kauffman M, Tan NC, Lowenstein DH, Sisodiya SM, Ottman R, Berkovic SF,
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Journal Title
Epilepsia.
Volume: voL.54(5)
Pages: 946-952
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A case of severe progressive early-onset epileptic encephalopathy: unique GABAergic interneuron distribution and imagings. .2013
Author(s)
Inoue T, Kawawaki H, Kuki I, Nabatame S, Tomonoh Y, Sukigara S, Horino A, Nukui M, Okazaki S, Tomiwa K, Kimura-Ohba S, Inoue T, Hirose S, Shiomi M, Itoh M.
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Journal Title
Journal of the Neurological Scienes
Volume: vol.327
Pages: 65-72
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Identification of ATP1A3 mutations by exome sequencing as the cause of alternating hemiplegia of childhood in Japanese patients.2013
Author(s)
Ishii A, Saito Y, Mitsui J, Ishiura H, Yoshimura J, Arai H, Yamashita S, Kimura S, Oguni H, Morishita S, Tsuji S, Sasaki M, Hirose S
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: vol.8(2)
Pages: e56120
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Genetic analysis of PRRT2 for benign infantile epilepsy, infantile convulsions with choreoathetosis syndrome, and benign convulsions with mild gastroenteritis.2013
Author(s)
Ishii A, Yasumoto S, Ihara Y, Inoue T, Fujita T, Nakamura N, Ohfu M, Yamashita Y, Takatsuka H, Taga T, Miyata R, Ito M, Tsuchiya H, Matsuoka T, Kitao T, Murakami K, Lee WT, Kaneko S, Hirose S.
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Journal Title
Brain & development.
Volume: vol.35(6)
Pages: 524-530
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] PCDH19-related female-limited epilepsy: further details regarding early clinical features and therapeutic efficacy.2013
Author(s)
Higurashi N, Nakamura M, Sugai M, Ohfu M, Sakauchi M, Sugawara Y, Nakamura K, Kato M, Usui D, Mogami Y, Fujiwara Y, Ito T, Ikeda H, Imai K, Takahashi Y, Nukui M, Inoue T, Okazaki S, Kirino T, Tomonoh Y, Inoue T, Takano K, Shimakawa S, Hirose S
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Journal Title
Epilepsy research.
Volume: vol.106
Pages: 191-199
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A human Dravet syndrome model from patient induced pluripotent stem cells.2013
Author(s)
Higurashi N, Uchida T, Lossin C, Misumi Y, Okada Y, Akamatsu W, Imaizumi Y, Zhang B, Nabeshima K, Mori MX, Katsurabayashi S, Shirasaka Y, Okano H, Hirose S.
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Journal Title
Mol Brain.
Volume: vol.6
Pages: 19
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A novel prophylactic effect of furosemide treatment on autosomal dominant nocturnal frontal lobe epilepsy (ADNFLE).2013
Author(s)
Yamada J, Zhu G, Okada M, Hirose S, Yoshida S, Shiba Y, Migita K, Mori F, Sugawara T, Chen L, Liu F, Yoshida S, Ueno S, Kaneko S.
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Journal Title
Epilepsy research.
Volume: vol.107(1-2)
Pages: 127-137
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] ADORA2A polymorphism predisposes children to encephalopathy with febrile status epilepticus.2013
Author(s)
Shinohara M, Saitoh M, Nishizawa D, Ikeda K, Hirose S, Takanashi J, Takita J, Kikuchi K, Kubota M, Yamanaka G, Shiihara T, Kumakura A, Kikuchi M, Toyoshima M, Goto T, Yamanouchi H, Mizuguchi M.
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Journal Title
Neurology
Volume: vol.80
Pages: 1571-1576
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Identification of ATP1A3 mutations ｂｙ exome sequencing as the cause of alternating hemiplegia of childhood in Japan2013
Author(s)
Ishii A，Saito Y, Mitsui J, Ishiura H, Yoshimura J，Arai H, Yamashita S, Kimura S, Oguni H, Morishita S,Tsuji S, Sasaki M, Hirose ｓ｛Japan}
Organizer
モントリオールてんかん学会３０Th international Epilepsy Congress 2013
Place of Presentation
モントリオール Canada
Year and Date
20130623-20130627
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