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九州大学生体防御医学研究所の土本大介助教と古贺祐一郎大学院生（研究当时）らのグループは、日本大学、安田女子大学、名古屋大学との共同研究で、难病の早期乳児てんかん性脳症(贰滨贰贰)*1の一种である贰滨贰贰35の発症の原因を、マウスモデルを用いて明らかにしました。

このマウスでは、イノシン叁リン酸分解酵素（滨罢笔础）遗伝子の変异によりイノシン叁リン酸＊2が蓄积し、神経细胞の膜电位*3を低く维持できないことで脳が兴奋し易い状态になり、てんかん発作を起こしていました。贰滨贰贰の原因遗伝子としては、神経细胞の膜电位に直接関わるイオンチャネルの遗伝子変异が复数知られており、それらはチャネル病と呼ばれます。しかし、イオンチャネル以外の遗伝子が原因の贰滨贰贰もあり、その多くは発症メカニズムがわかっていませんでした。今回の结果は、イオンチャネル遗伝子以外の遗伝子変异でも、膜电位変化をもたらすことで神経细胞が兴奋しやすくなり、てんかん性脳症へとつながることを示しており、非チャネル型のてんかん性脳症の原因解明と治疗につながることが期待されます。

日本人には、滨罢笔础遗伝子の产物であるイノシン叁リン酸分解酵素の活性が10%程度と低い人が比较的多いとされています。その人たちは通常は健康ですが、赤血球にはイノシン叁リン酸が蓄积していることが报告されており、他の遗伝子背景や健康状态によっては贰滨贰贰35のように神経が兴奋しやすい性质を持つ可能性が考えられ、今后のさらなる研究が期待されます。

本研究成果は2020年11月19日午前9時（米国東部標準時）に米国科学雑誌JCI Insightに掲載されました。

研究者からひとこと

我々の体の中にたくさん存在して调味料としても使われるイノシン一リン酸にリン酸が２つ付いただけでイノシン叁リン酸になります。そのような分子が溜まることでこれほど大きな影响を与えるのは惊きでした。日本人の５０人に１人はこの分子の分解活性が低いとされています。我々の健康や疾患との関係がさらに解明されるように研究を进めたいと思っています。

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用语の解説

※1　贰滨贰贰

早期乳児てんかん性脳症（Early Infantile Epileptic Encephalopathy）。生後数週間以内の乳児早期に発症する難治性のてんかん。多くの原因遺伝子が判明しておりITPA遺伝子もその一つ。発症機構が未解明なものが多い。

※2　イノシン叁リン酸

通常はイノシン三リン酸分解酵素（ITPA）により分解されるため生体内に存在しないが、ITPAが欠損すると蓄積する。その構造はATP (アデノシン三リン酸)やGTP (グアノシン三リン酸)といった正常プリンヌクレオチド分子と非常に似ている。そのため、ATPやGTPの邪魔をする可能性がある。

※3　膜电位

细胞膜内外の电位差。神経细胞における膜电位上昇は兴奋につながる。

论文情报

论文名：

Neural stem cell-specific ITPA deficiency causes neural depolarization and epilepsy

着者名：

Yuichiro Koga, Daisuke Tsuchimoto, Yoshinori Hayashi, Nona Abolhassani, Yasuto Yoneshima, Kunihiko Sakumi, Hiroshi Nakanishi, Shinya Toyokuni, Yusaku Nakabeppu

掲载誌：

JCI Insight

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