大脳皮質発達障害を基盤とする知的障害の包括的病態機能解析

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PHACTR1はアクチンおよび脱リン酸化酵素(PP1)と結合する蛋白質で、シナプス機能や樹状突起・軸索の形態維持に関与すると考えられている。当施設の中央病院と昭和大学で、知的障害を伴うWest syndromeの患者においてPHACTR1の新規de novo変異が同定された。大脳発達におけるPHACTR1の生理機能も、遺伝子変異がもたらすてんかん、知的障害の病態メカニズムも全く不明であるため、PHACTR1が神経発達と神経回路網の形成に果たす役割、およびその機能障害が大脳皮質発生異常を引き起こす分子メカニズムの解明を目指し、解析を行った。昨年度までに、マウス子宮内胎仔脳遺伝子導入法を用いてPHACTR1の発現抑制、患者由来の変異蛋白質過剰発現を行ったところ、いずれにおいても神経細胞移動、樹状突起形成が著しく障害されることを確認した。今年度は、変異体がドミナントネガティヴ効果により障害を引き起こしているのか、もしくは別の作用によるものかを検証した。Phactr1の発現抑制、変異体過剰発現のベクター濃度を下げ、移動障害が出ない濃度を決め、次にその濃度でRNAiベクターと変異体発現ベクターを組み合わせ、遺伝子導入したところ、神経細胞移動障害が観察されたことから、患者より見出された変異PHACTR1はドミナントネガティブ機能を有していることが証明された。また樹状突起形成障害においてはドミナントネガティブ効果が見られなかったため、変異体の発現を調べた結果、発現が低下していることがわかった。変異タンパク質は構造的に不安定で、長期的条件下では分解され、発現が低く保たれている可能性が考えられた。