統合失調症病態におけるDNA鎖間架橋修復タンパク質FANCLの役割の解明

阐明 DNA 链间交联修复蛋白 FANCL 在精神分裂症病理学中的作用

• 批准号: 22K15025
• 负责人: 北野 泰佑
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15025/
• 关键词: FANCL; 統合失調症; 中枢神経系; 遺伝子改変マウス; 行動異常; アストロサイト; 細胞肥大化; 酸化ストレス; DNA損傷修復

FANCLは「DNA鎖間架橋」という重篤なDNA損傷の修復に不可欠なE3ユビキチンリガーゼである。近年、大規模な網羅的ゲノム解析により、FANCLが統合失調症のリスク因子である可能性が示されたが、本症の病態形成メカニズムにおけるFANCLの関与は疎か、中枢神経系におけるFANCLの役割は明らかになっていない。本研究では、「中枢神経細胞において、FANCLが酸化ストレス誘導DNA損傷の修復に役割を果たし、その欠損は酸化ストレスに対する細胞の脆弱化、ひいては統合失調症病態の形成や悪化をきたす」という仮説を検証し、FANCLを軸とする統合失調症の新たな病態形成メカニズムを解明することを目的とした。本年度は、fancl遺伝子改変マウス(FVB/NおよびC57BL/6J系統、雄)を用いて行動解析を実施し、統合失調症様の行動変化がみられるかを予備検討した。また、このマウスの新生仔の脳よりアストロサイト(グリア細胞の1種)を初代培養し、FANCLの機能解析を行った。その結果、fancl(－/－)FVB/Nマウスでは、空間作業記憶力が有意に低下し、自発行動の増加傾向や社会性の低下傾向もみられた。また、fancl(＋/－)C57BL/6Jマウスでは、不安様行動が増加し、精神病誘発剤(MK-801)に対する反応性にも差が認められた。さらに、アストロサイトにおいて、FANCLがDNA鎖間架橋修復に機能することを確認でき、その欠損により細胞増殖能が低下することに加え、細胞が肥大化するという不思議な現象も観察することができた。これらの結果は、FANCLが中枢神経細胞においても機能的に発現し、マウスの行動を変化させるほどに中枢神経系で重要な役割を果たしていることを示唆しており、次年度以降も本研究を進めていく上で、非常に興味深く、価値のある成果が得られた。

FANCL 是一种 E3 泛素连接酶，对于修复严重的 DNA 损伤（称为“DNA 链间交联”）至关重要。近年来，大规模综合基因组分析表明，FANCL可能是精神分裂症的危险因素，但FANCL参与该病发病机制尚不清楚，FANCL在中枢神经系统中的作用仍不清楚。目前还不清楚。在这项研究中，我们假设“FANCL在修复氧化应激引起的中枢神经细胞DNA损伤中发挥作用，它的缺乏使细胞容易受到氧化应激的影响，进而导致精神分裂症病理的形成和加重。”本研究的目的是探讨和阐明以FANCL为中心的精神分裂症新的病理形成机制。今年，我们使用fancl基因修饰小鼠（FVB/N和C57BL/6J品系，雄性）进行行为分析，初步检验是否观察到精神分裂症样行为变化。此外，我们还对新生小鼠大脑中的星形胶质细胞（胶质细胞的一种）进行了原代培养，并分析了FANCL的功能。结果，fancl(-/-)FVB/N 小鼠表现出空间工作记忆显着下降、自发行为增加和社交能力下降。此外，fancl(+/-)C57BL/6J 小鼠的焦虑样行为增加，并且还观察到对精神病诱导剂 (MK-801) 的反应性差异。此外，我们还证实了FANCL在星形胶质细胞DNA链间交联修复中的作用，并且我们还观察到了其缺陷不仅会降低细胞增殖能力，还会导致细胞增大的神秘现象。这些结果表明 FANCL 在中枢神经细胞中功能性表达，并在中枢神经系统中发挥着重要作用，以至于改变了小鼠的行为。我们将在明年及以后继续进行这项研究。有趣且有价值的结果。