大脳神経細胞分化における高頻度体細胞突然変異の分子メカニズム

脑神经元分化中频繁体细胞突变的分子机制

基本信息

批准号：
20K06854
负责人：
菅生紀之
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ヒト脳の正常な発生発達過程では、多くの体細胞突然変異が神経細胞に生じることが明らかとなってきた。それは多様化のメカニズムと考えられている一方で、過剰になると脳発達障害や精神神経疾患に繋がることが示唆されている。しかし、発生発達過程のいつ・どこで・どのように変異が蓄積するのかに関しては不明な点が多い。本研究は、申請者らが明らかにしてきた神経細胞の発生・分化プログラムに組込まれたDNA修復酵素DNAポリメラーゼβ依存的なエピジェネティクス制御の一つであるDNA脱メチル化に際してのゲノム不安定性に焦点をあて、この高頻度体細胞突然変異の分子メカニズムを調べることを目的とする。本年度は、(1)クローンマウス作製技術を用いて作製された野生型およびDNAポリメラーゼβ欠損大脳皮質神経細胞由来ES細胞株の全ゲノム塩基配列解析を進めた結果、DNAポリメラーゼβ欠損において有意に高い頻度で発生する体細胞突然変異として挿入・欠失の塩基配列特異性を明らかにすることができた。この結果は学会にて口頭発表を行った。2)DNAポリメラーゼβ欠損ヒトiPS細胞由来大脳オルガノイドを用いて、神経細胞分化過程におけるゲノム不安定性を調べたところ、DNAポリメラーゼβ欠損では神経前駆細胞におけるDNA2本鎖切断と神経細胞死が増加すること明らかにした。疾患に繋がる突然変異形成の分子メカニズムの可能性として学会にて口頭発表を行った。3)環境要因としてDNA脱メチル化に関わる因子であるビタミンCに着目し、ゲノム編集技術を用いて大脳皮質興奮性神経細胞特異的ビタミンCトランスポーター欠損マウスの作製に成功した。

在人脑的正常发育过程中，很明显，许多拥挤的细胞突变发生在神经细胞中。尽管它被认为是一种多元化机制，但建议过量导致脑发育障碍和精神病。但是，关于突变在开发过程中何时，何地，何处和如何积累的未知点。这项研究是去除DNA的基因组不稳定性，它是DNA恢复的DNA聚合酶β依赖性表观遗传学控制的酶之一，该遗传学内置在神经细胞中，申请人揭示的目的是关注并检查这种高 - 这种高的分子机制 - 频率和会众突变。在这个财政年度，由于（1）野生型和DNA聚合酶β-缺陷脑皮质脱生性皮质细胞 - 基于基于Crone小鼠的技术进行的基于基于Crone小鼠的技术进行的基于基于ES的ES细胞细胞序列分析在DNA聚合酶β中较高。结果是会议上的口头介绍。 2）DNA聚合酶β缺陷型上的Hito IPS典礼橄榄型橄榄型在神经细胞分化过程中检查基因组不稳定性，DNA聚合酶β-脱落中的DNA2会增加DNA2主链脱节和神经细胞的神经细胞。学术介绍是在学术会议上进行的，是导致疾病的突变形成分子机制的可能性。 3）关注维生素C（涉及DNA去除作为环境因素）的因素，他成功地产生了缺乏维生素C转运蛋白的小鼠，这是一种脑皮质神经细胞特异性神经细胞 - 特异性维生素C转运蛋白。