新規のエンドスルファターゼSulfFP遺伝子の神経発達・精神障害発症における役割

ヘパラン硫酸(HS)プロテオグリカンは、神経細胞の分化、移動、シナプス形成に重要な役割を担っている。ヒトExt1遺伝子多型や転座が自閉症と連関しているという報告があり、HSの異常が神経発達異常や精神疾患と何らかの関係があることが疑われるが、その詳細は不明である。我々は、最近、HSとシグナル分子の相互作用の要となる6-O-硫酸を特異的に分解する新規のスルファターゼ(SulfFP1とSulfFP2)を発見した。SulfFPは発生期から脳に多量に発現しており、脳形成に重要な役割を担っていると考えている。そこで、本研究は、我々が作成したSulfFP1、SulfFP2ノックアウトマウスの行動について調べることにより、SulfFP遺伝子と神経機能異常の関連を明らかにすることを目的としている。SulfFP1とSulfFP2ノックアウトマウスは、酵素活性部位をコードするエクソンを破壊したものであり、酵素活性が無くなった結果HSの硫酸化パターンに変化が生じることを既に確認している。行動実験を施行するにあたり、遺伝的背景を揃えるためにC57BL/6系統に10世代以上交配したマウスを用いた。純系ダブルノックアウトマウスの殆どは生後直ぐに死亡するため、本研究では、単独ノックアウトマウスの行動実験を実施した。昨年度は、SulfFP1とSulfFP2を各々単独で破壊した雄ホモマウスと雄野生型マウス各20匹を、ヘテロマウスの交配によって作成し、これらを用いて実験をおこなった。ロータロッド試験、オープンフィールド試験、高架式十字迷路、明暗選択試験、ビーム試験、恐怖条件付け試験などを行い、運動、自発行動量、不安、探索行動などに関する一般的なマウスの行動全般について調べたところ、一部の実験で野生型とホモの間に差が見られた。そこで、今年度は、更に解析マウス数を増やして、昨年度の実験の再現性を確認するとともに、その発症機序を探る実験を行った。その結果、明らかな異常が存在することが証明され、今後、この異常が生じる神経科学的基盤について調べる必要があることが明らかとなった。

ヘパラン硫酸(HS)プロテオグリカンは、神経細胞の分化、移動、シナプス形成に重要な役割を担っている。ヒトExt1遺伝子多型や転座が自閉症と連関しているという報告があり、HSの異常が神経発達異常や精神疾患と何らかの関係があることが疑われるが、その詳細は不明である。我々は、最近、HSとシグナル分子の相互作用の要となる6-O-硫酸を特異的に分解する新規のスルファターゼ(SulfFP1とSulfFP2)を発見した。SulfFPは発生期から脳に多量に発現しており、脳形成に重要な役割を担っていると考えている。そこで、本研究は、我々が作成したSulfFP1、SulfFP2ノックアウトマウスの行動について調べることにより、SulfFP遺伝子と神経機能異常の関連を明らかにすることを目的としている。SulfFP1とSulfFP2ノックアウトマウスは、酵素活性部位をコードするエクソンを破壊したものであり、酵素活性が無くなった結果HSの硫酸化パターンに変化が生じることを既に確認している。行動実験を施行するにあたり、遺伝的背景を揃えるためにC57BL/6系統に10世代以上交配したマウスを用いた。純系ダブルノックアウトマウスの殆どは生後直ぐに死亡するため、本研究では、単独ノックアウトマウスの行動実験を実施した。昨年度は、SulfFP1とSulfFP2を各々単独で破壊した雄ホモマウスと雄野生型マウス各20匹を、ヘテロマウスの交配によって作成し、これらを用いて実験をおこなった。ロータロッド試験、オープンフィールド試験、高架式十字迷路、明暗選択試験、ビーム試験、恐怖条件付け試験などを行い、運動、自発行動量、不安、探索行動などに関する一般的なマウスの行動全般について調べたところ、一部の実験で野生型とホモの間に差が見られた。そこで、今年度は、更に解析マウス数を増やして、昨年度の実験の再現性を確認するとともに、その発症機序を探る実験を行った。その結果、明らかな異常が存在することが証明され、今後、この異常が生じる神経科学的基盤について調べる必要があることが明らかとなった。