2014 Fiscal Year Research-status Report
遺伝子改変マウスを用いたナトリウムポンプ病－家族性片麻痺性片頭痛２型－の病態解明
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26461284
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
池田 啓子 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (10265241)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナトリウムポンプ / 片頭痛 / けいれん / ノックアウトマウス / 点突然変異 / トランスジェニックマウス / 皮質拡延性抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はナトリウムポンプ病のうち, 優性突然変異として発症する，「家族性片麻痺性片頭痛2型(FHM2)の病態解明」を最終目的とする。FHM2はナトリウムポンプα2 サブユニット遺伝子ATP1A2に変異が入ることによっておこる。相同遺伝子改変マウス (Atp1a2ヘテロノックアウトマウスや点突然変異を有するトランスジェニック(Tg)マウスを用いて，欠失または変異によって脳神経系（神経回路の動作様式や素子としての神経細胞の特性）に及ぼす影響，すなわち機能的変化(差異)を明確にする。FHM2では,熱性けいれんやてんかんを伴う症例の報告があることから,病態の基盤となる変化は発達段階で生じている可能性があるため，発達段階を追って解析も行うこととした。今年度は以下の３つを行った。
１、皮質拡延性抑制(Cortical spreading depression, CSD)では野生型とヘテロノックアウトマウスで差異が見られたことから，CSDに関与する回路（明らかになっていない）と差異を産み出す脳部位同定を数種類の抗体を用いて免疫染色を行った。予備的結果からは，ヘテロマウスの方が神経細胞の興奮性が増している傾向にあった。
２、発達段階を追ってα2 サブユニットのmRNAの発現を観察した。脳の領域特異的に発現すること，限られた細胞種に発現すること，さらにアイソフォームスイッチが発生段階の数時間の間でダイナミックにおこることを見出した。
３、Ｔｇマウスを樹立し，順調にバッククロスを進めた。通常飼育下では痙攣・異常行動は観察されていない。予備的な行動実験から，野生型との差異がある変異Tgマウスの存在が明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
動物施設の関係，海外からの試薬調達，動物出産の関係で，申請者が前年度までに作成し，世代をすすめたα2 サブユニット遺伝子欠失ヘテロマウス(Atp1a2+/-)の小脳スライス標本を用いた全細胞パッチクランプ法による電気生理学的解析に着手できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
小脳症状が付随する家族性片麻痺性片頭痛2 型(FMH2)があること，小脳のプルキンエ細胞とバーグマングリアにAtp1a2 が発現していること，グルタミン酸トランスポーターをコードし，バーグマングリアに発現するEAAT1 の変異で片麻痺性片頭痛が報告されていることから，小脳を解析に用いる。小脳スライス標本の電気生理学的手法により，欠失変異を有するマウスの小脳の神経回路や神経素子(神経細胞)の特性が野生型とどのように違うかを調べる。1.籠細胞と星状細胞からプルキンエ細胞への抑制性シナプス伝達について,全細胞パッチクランプ法(プルキンエ細胞)にて記録し,その特性を野生型とAtp1a2+/-の間で比較する。2. 平行線維や登上線維からプルキンエ細胞への興奮性シナプス伝達についても比較する｡代謝型グルタミン酸受容体mGluR1 とTRPC チャネルによって担われる遅延型EPSC（平行線維をテタヌス刺激した際に記録される）についても測定する。3. プルキンエ細胞やバーグマングリアの静止膜電位を測定し,比較する。4.運動学習に関与すると考えられている平行線維の長期抑圧現象(LTD)の形成について，平行線維と登上線維を刺激し,野生型とAtp1a2+/-の間で比較する。
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| Causes of Carryover |
動物施設の関係，海外からの試薬調達，動物出産の関係で，申請者が前年度までに作成し，世代をすすめたα2 サブユニット遺伝子欠失ヘテロマウス(Atp1a2+/-)の小脳スライス標本を用いた全細胞パッチクランプ法による電気生理学的解析に着手できず，電気生理学実験のための出張費と試薬費を使用しなかったためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今年度は，電気生理学実験を推進する。動物飼育にともなう消耗品，試薬，出張費に繰り越した費用を充てる。
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