研究活動 | 研究／産学官連携

古屋大学大学院医学系研究科 研究科長 髙橋雅英 機能組織学分 桐生 寿美

子 うす こ 准教授 木山 博資 し 教授 研究 プ 理

化学研究所脳科学総合研究 ン 永田 健一 け い 基礎科学特別研究

員 西 隆臣 さい う プ 共 研究 天

性多発性関節拘縮症 原因 予想さ い 原因遺伝子 変異 実 運動神経

異常 呈す こ マウ 実証し し

本研究成果 国 科学 ア ニュ ロパ ロ カ 英国時間 「016 ３月

日付 電子版 掲載さ し

道（道L1/ ）IN道 本研究 プ 神経特異的 発現す プロテア し 以前

定し い し そ 機能 分 い せ し 最近 天性多発性関節拘

縮症 も遠 関節拘縮症 家系 こ 遺伝子 変異 あ こ 定さ 原

因遺伝子 あ 可能性 示さ し 天性多発性関節拘縮症 関節 稼働域

制限さ 運動 害 眼瞼 垂 斜視 見 疾患 す そこ 本研究

プ 運動神経 け 蛍 蛋白 標識さ マウ 道（道L1/）IN道 遺伝子 ノッ アウ

トマウ 交配し 疾患発症 原因解明 目指し し そ 結果 こ マウ 四

肢 骨格筋 い 運動神経軸索 分岐 著しく し い こ 見い し し

10 種類以 肢 骨格筋 異常 定 的 評価し こ 大腿 腿

比べ 足 運動神経 発 強く影響 受け い し さ 本研究

プ 遠 関節拘縮症患者 道（道L1/）IN道 遺伝子 １塩基置換型変異

正常 道（道L1/）IN道 遺伝子 置 換え ノッ インマウ 作成 成功し し 作製

し ノ ッ イ ン マ ウ も 運 動 神 経 様 発 異 常 確 さ こ

道（道L1/）IN道 欠失 変異 四肢 特 遠 運動神経 分岐異常 こ 明

し

本研究 成果 遠 関節拘縮症 病態 発症機序 解明 神経筋接合部形

成 カニ 解明 こ 期待さ す

成 「8 ３月 日

神経因性 天性多発性関節拘縮症 原因 解明

〜 天性多発性関節拘縮症 見 分（分１1/）I３分 遺伝子 変異

運動神経 岐異常 起 〜

神経因性 天性多発性関節拘縮症 原因 解明

〜 天性多発性関節拘縮症 見 _ECEL1/DINE 遺伝子 変異

運動神経 岐異常 起 〜

イン

○ 天性多発性関節拘縮症 患者家系 見 _ECEL1/DINE 遺伝子 ₁ 塩基変異 導入

○ 運動神経 標的 骨格筋 岐 十 起 い 明

○運動神経 岐 不十 神経筋接合部 少 く 筋 十 収縮 い 予 想

○ 運動神経 岐異常 遠 筋 顕著 遺伝子変異 保 関

節拘縮 遠 見 一

．背景

古屋大学 研究 ル プ ₂₀₀₀年 運動神経 再生研究 新規 プロテア 定 子 梢 神 経 損 傷 後 著 く 発 現 昇 Damage-Induced Neuronal

Endopeptidase (DINE) ^{齧歯類 発見} DINE^{遺伝子 当時機能 不明 あ}

ECEL1 ^{遺伝子 相 ル ロ あ 明}

定後 発現解析 神経 発達過程 発現 い _ECEL1/DINE 神経

発達 再生 過程 何 機能 想定 い 実際 _ECEL1/DINEノッ ア

生直後 吸 死 横隔膜 神経支配 う く行 横隔

膜 機能不全 原因 あ い

天性多発性関節拘縮症 関節 自由 動 く 天性 疾患

遠 型 関節拘縮症 患者 手や足 関節拘縮や眼瞼 垂 斜視 顕著 見 知

い 遠 関節拘縮症 発症原因 治療法 確立 い

筋収縮 関わ いく 遺伝子 原因遺伝子 定 筋組織 異常 疾患 発 症 指 摘 い く 最 近 複 数 研 究 ル プ 一 部 家 系

ECEL1/DINE^{遺伝子 変異 あ 報告 他 原因遺伝子 筋 発現 い}

異 _ECEL1/DINE 神経組織 強く発現 変異 関節拘縮症 神経 原因

あ 異 常 生 想 定 研 究 ル プ 運 動 神 経 可 視 化

ECEL1/DINE^{ノッ ア や遺伝子 塩基置換変異 導入 新 作製 四肢}

運動神経 発達過程 詳細 解析

．研究成

1^{．運動神経 可視化} ECEL1/DINE^{ノッ ア 作製}

肢 肢 数十種 運動神経 感覚神経 混在 走行 い 複雑性

従来 _ECEL1/DINE ノッ ア 運動神経 異常 評価 困

難 研究 ル プ _ECEL1/DINE ノッ ア 運動神経 け 蛍 タン

GFP ^{標 識} Hb9 ^{ラ ン ッ 交 配 う}

ECEL1/DINE^{ノッ ア} GFP ^{対 抗体 利用 免疫組織染色 行う 様々}

発達段階 運動神経 走行や 岐 容易 観察 う

2. ECEL1/DINE^{ノッ ア 四肢 運動神経 岐異常 見出}

肢 発達過程 沿 観察 ノッ ア 運動神経 途中 正常 伸

び い 標的 筋 最終的 数 極端 少 く い

明 肢 様 表現型 肢 詳 い特徴 明

10 ^{種類以 肢 骨格筋 異常 定量的 評価 腰や大腿 腿}

通常 _30%程度 筋 あ 一方 足 運動神経 調べ 全 箇所 ₇₀〜_80%

減少 確 遠 領域 異常 強い傾向 特徴 遠 関

節拘縮症患者 特徴 一 い

3^{．患者 遺伝子変異 導入 ノッ イン 様 異常 検出}

遠 関節拘縮症患者 ₁塩基程度 わ 変異 発症 報告 い

1^{塩基置換 途中} ECEL1/DINE^{タン 翻訳 終了 う場合 あ あ 特}

定 ア ノ酸 け ア ノ酸 置換 発症 場合 あ 遠 関節拘縮症 運動神

経 発達 関係 深く理解 患者 定 _ECEL1/DINE 遺伝子 塩基置換型

変異 組 込 試 ゲノ 編集技術CRISPR/Cas9 ^{特定 塩基}

配列 断 修復過程 利用 ₁塩基異 _DNA 導入 研究

760^{番目 テイン アル ン 置換 う 作製 ノッ イン}

ノッ ア 様 生直後 吸 死 肢 骨格筋 運動

神経 発達 調べ ノッ イン 運動神経 岐 ₅₀％以 い

．今後 展開

研究 _ECEL1/DINE 欠損あ い 遺伝子変異 遠 関節拘縮症 原因遺伝子 あ

実証 _ECEL1/DINE 遺伝子異常 運動神経 骨格筋

正常 _DINE の欠失や変

異

脊髄

運動神経 骨格筋

神経筋接合部

図：本研究の成果

岐異常 起 筋 運動機能 結 的 関節拘縮 起 い 考え

現在 _ECEL1/DINE 基質 不明 明 治療 可能性

開 運動神経 岐異常 子 解明 神経筋接合部形

成 新 解明 期待

．発表雑

Kenichi Nagata*, Sumiko Kiryu-Seo, Hiromi Tamada, Fumi Okuyama-Uchimura, Hiroshi Kiyama*, Takaomi C Saido*, (*co-corresponding authors) (2016) ECEL1 mutation implicates impaired axonal arborization of motor nerves in the pathogenesis of distal arthrogryposis, Acta Neuropathologica, (^英国時間2016^年3 8^{日 ンライン})

English ver.

http://www.med.nagoya-u.ac.jp/english01/dbps_data/_material_/nu_medical_en/_res/ResearchTopics/2015/dine_20160309en.pdf