発達段階の神経細胞内でGNAO1遺伝子が関わる機能的極性調節機構の解析

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本研究では発達性てんかん性脳症（DEE）関連遺伝子GNAO1とSPTAN1に着目してこれらの遺伝子の下流に存在する分子シグナルが発達段階における神経細胞の成長円錐をどのように調節しているかを解析する。特にGNAO1の下流に存在するカルシウム依存性シグナルが与える成長円錐への影響を解析することで、GNAO1が神経細胞の機能的極性をどの様に調節しているかを明らかにし最終的に新しい治療標的を見出すことを目的とする。2022年度に我々はGnao1をSiRNAでノックダウンしたNeuro-2a細胞を用いて蛍光免疫抗体法を行い、Gnao1タンパク質（Gαo）やその他の細胞骨格タンパク質の神経突起や成長円錐における発現プロファイルを共焦点レーザー顕微鏡で解析した。次にヒトiPS細胞から樹立したオルガノイドを用いて、脳オルガノイド内もしくは脳オルガノイドから分離した単層ニューロンの成長円錐におけるGαoや細胞骨格タンパク質の発現を正常コントロール、GNAO1ノックアウト、患児由来（G203R）で比較・検証した。また神経細胞を用いたRNA-seq解析によりGNAO1の下流に存在する分子シグナルを検索した。今後、GNAO1が関連する分子シグナルを同定するために生化学実験で確認を行い、さらに特異的な阻害薬または核酸誘導体を用いた操作により細胞極性を正常に復帰させるかどうかを検証する。それと並行してGαoとSPTAN1との結合部位の同定およびDEE関連SPTAN1変異体を設計し、SPTAN1フラグメントおよびDEE型変異を有するSPTAN1とGαoとが物理的に相互作用し分子シグナルをどのように変化させるかを明らかにするために生化学実験を行う。