ｉＰＳ細胞小脳分化系とモデルマウスを用いた脊髄小脳変性症発症機構の解明

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申請者らはエクソーム解析により優性遺伝性脊髄小脳変性症(SCD)の新規原因遺伝子としてT型 Ca チャネルを同定した。チャネル遺伝子に同定した遺伝子変異を導入したノックインマウスを用いた系を並行して解析することにより、SCDの発症機序を明らかにすることが本研究の目的である。平成28,29年度において、Wildのマウス, ヘテロ接合体、ホモ接合体のノックインマウスを用いて行動実験と組織染色を行い、SCD病態発症時期を検討してきた。体外受精により測定個体数を増やして行動実験を行い時系列における変化を検討した。平成30年度にフットプリント、ロタロッド、ビームウォーキングテストの3種類の行動実験の解析を終えた。どの行動実験においても同様に１２ヶ月齢頃から変異マウスにおいて運動能力の低下が見られ始め、ヒトと同じく緩徐な進行性の運動失調症状を示した。また、24ヶ月齢において一部の個体で振戦症状が観られ、ヒトの症状と類似していた。ヒトでは小脳の萎縮がみられるが、ノックインマウスでは小脳の萎縮というような大きな変化は観察されなかった。しかし、小脳プルキンエ細胞変性像がヘテロ接合体、ホモ接合体の順に遺伝子量に応じて増加し、また加齢に伴い増えていることがわかった。プルキンエ細胞の細胞死による脱落は17ヶ月齢でも少量しか観られず、ヒトと同様マイルドな症状であることと類似していた。さらに、プルキンエ細胞死が起こる前に神経細胞機能異常が起こっている可能性があり、電気生理学的解析、免疫組織学による細胞形態解析、プルキンエ細胞内で起こっている遺伝子発現変化をマイクロアレイにより検討した。運動失調症状及びプルキンエ細胞死が発症する以前に形態異常、遺伝子発現に変化が起きているという結果を得た。