リバース及びファンクショナルゲノミクスによるてんかん分子病態の解析

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中枢性痙攣性疾患の主要病態として、電位依存性イオンチャネル・チャネル内蔵型受容体の機能変異が想定されている。我々はチャネル構成蛋白の細胞内輸送を制御するエンドソーム局在型アダプター蛋白複合体のμ3Bサブユニット(AP3B)遺伝子ノックアウトマウス(μ3BKO)、イノシトール3リン酸(IP_3)及びGABA受容体γ2サブユニットの輸送蛋白(PRIP-1)の遺伝子ノックアウトマウス(PRIP-1KO)を用い、神経伝達機能変化と行動学的変化を検討した。μ3BKOは8週齢以降で50%以上の頻度で自発性痙攣が確認された。PRIP-1KOでは痙攣発現は5%以下であったが、この自発性痙攣は致死性であった。神経伝達物質遊離解析では、μ3BKO、PRIP-1KO、これらの母系(C57BL/6)間のGlutamate・GABAの基礎遊離の年齢依存性の変化は認められなかった。脱分極性Glutamate・GABA遊離は年齢依存性に増加したが、PRIP-1KOの年齢依存性Glutamate・GABA遊離増加はC57BL/6よりも有意に高かった。一方、μ3BKOの年齢依存性Glutamate遊離増加はC57BL/6と比較し変化はなかったが、GABA遊離増加はC57BL/6よりも有意に低かった。光学顕微鏡を用いたμ3BKOの組織学的変化は確認できなかったが、電子顕微鏡を用いた検討では、海馬CA1領域の興奮性・抑制性シナプス小胞の形態変化と小胞の小型化が認められた。PRIP-1KOの光学顕微鏡レベルでの組織検索では明らかな中枢神経系内の解剖学的・組織学的変化は認められなかったが、致死性痙攣発作後では海馬CA3領域の神経細胞変性が確認された。本研究結果はμ3B機能欠損によって小胞の形成及び成熟に障害が生じる可能性を示唆する。また、開口分泌に対してはGlutamateよりもGABAへの影響が強く、AP3BはGABA伝達系に選択的に関与し、GABA開口分泌機構関連性機能の維持に重要な役割を果たすと予想される。μ3BKOの自発性痙攣発現機序にGABA伝達機能の低下が関与することが示唆される。一方、PRIP-1KOでは、神経伝達物質遊離亢進が認められ、μ3BKOとは明らかに異なる痙攣発作発現機序である可能性が示唆される。以上より、細胞内蛋白輸送障害が新たな中枢神経系機能性疾患の病態に関与する可能性が示唆された。