GRIA1遺伝子変異が関与する自閉スペクトラム症の病態解明

阐明与 GRIA1 基因突变相关的自闭症谱系障碍的病理学

基本信息

批准号：
21K07757
负责人：
内田琢
金额：
$ 2.66万
依托单位：
University of Miyazaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

神経発達障害に関与する遺伝子変異が、神経細胞の働きにどのような影響を与えるのか、どう治療に結びつけることが可能であるかを調べるため、自閉スペクトラム症（Autism Spectrum Disorder: ASD）児童より報告された、AMPA型グルタミン酸受容体（AMPA受容体）GluA1サブユニットをコードするGRIA1遺伝子の１アミノ酸置換（ミスセンス）変異に注目し、これを解析する。本研究では、変異型GluA1が構成するAMPA受容体の生理学的機能と神経細胞機能への影響を調べ、病態原因の解明、及び治療効果のある薬剤発見を目指す。これまでの報告と同様の変異を持つヒトGluA1発現ベクターを作成し、培養細胞と実験動物を用いて、①AMPA受容体単体のイオンチャネルとしての機能、神経細胞におけるシナプス伝達機能への影響、さらに高次脳機能に関与するシナプス可塑性への影響を調べる。②AMPA受容体アンタゴニストや向精神薬等に対する応答を観察し、治療の可能性を模索する。本年度は初年度に引き続き変異型GluA1発現ベクターの生理学的・薬理学的特徴の解析および変異型GluA1の神経細胞への影響の解析を行った。HEK269T細胞に野生型、変異型GluA1を発現させ、そのチャネル機能を電気生理学的に解析し、野生型との差異を見出した。また、変異型と野生型GluA1、変異型と同じAMPA受容体サブユニットであるGluA2との共発現によるチャネル機能、局在を調べた。一方でマウス神経培養細胞を作成し、これに野生型、変異型GluA1をエレクトロポレーション法を用いての発現を試みたが、長期間の培養中に発現量が低下してしまったため、ウイルスベクターによる遺伝子発現に切り替えた。

为了研究与神经发育障碍相关的基因突变如何影响神经细胞的功能以及它们如何与治疗联系起来，我们对患有自闭症谱系障碍（ASD）的儿童进行了研究，我们将重点关注和分析已报道的单一氨基酸。 GRIA1 基因发生取代（错义）突变，该基因编码 AMPA 型谷氨酸受体（AMPA 受体）的 GluA1 亚基。在本研究中，我们将研究突变型GluA1对AMPA受体生理功能和神经元功能的影响，旨在阐明病理状况的原因并发现治疗药物。我们创建了具有与迄今为止报道的突变类似的人类 GluA1 表达载体，并使用培养细胞和实验动物进行研究：检查对突触可塑性的影响，突触可塑性涉及次级大脑功能。 ②观察对AMPA受体拮抗剂、精神药物等的反应，探讨治疗的可能性。今年，延续第一年，我们分析了突变型GluA1表达载体的生理和药理特性，分析了突变型GluA1对神经元的影响。我们在HEK269T细胞中表达野生型和突变型GluA1，通过电生理学分析其通道功能，发现与野生型的差异。我们还通过共表达突变型和野生型 GluA1 和 GluA2（与突变型相同的 AMPA 受体亚基）研究了通道功能和定位。另一方面，我们创建了培养的小鼠神经细胞，并尝试使用电穿孔在其中表达野生型和突变型GluA1，但在长期培养过程中表达水平下降，因此我们转而使用病毒载体进行基因表达。