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Medi-learning

神経系 — DNA・遺伝子

神経発生のマスター TF

神経発生: 外胚葉 → 神経板 → 神経管 → CNS / PNS 外胚葉 BMP4 高 BMP 抑制 Wnt/FGF 神経板 SOX2, SOX3 神経管 PAX6 + SOX2 維持 神経堤 SOX10, PAX3 背腹軸 (神経管内) 背側 (蓋板 BMP) PAX3 / 7, MSX1 → 感覚介在ニューロン 腹側 (床板 SHH) NKX2.2, OLIG2, NKX6.1 → 運動ニューロン + oligo 前後軸 (神経管全体) 前脳 (forebrain) OTX2, FOXG1, EMX 中脳-後脳境界 (MHB) OTX2 / GBX2 拮抗 後脳 + 脊髄 HOX (paralog 3' → 5') 神経堤細胞の派生 (NCC) • PNS ニューロン + シュワン細胞 + 後根神経節 • 副腎髄質クロム親和細胞 + 自律神経節 • メラノサイト + 顔面骨/軟骨 (頭部 NCC) • 心臓流出路 + 大動脈弓 発生異常 (TF 変異) SHH ↓ → holoprosencephaly (前脳分離不全) PAX6 → aniridia + 嗅球無形成 FOXG1 → Rett 様症候群 SOX10 → Waardenburg 症候群 + Hirschsprung
神経発生 — 神経板 → 神経管 → 前後軸/背腹軸の TF と神経堤の派生細胞
神経疾患遺伝子マップ — 6 主要カテゴリ Alzheimer (AD) Aβ + tau 凝集 家族性 (~1%): APP / PSEN1 / PSEN2 (γ-sec) 孤発性 (リスク): APOE ε4 (3-12 倍 ↑) → lecanemab / donanemab (抗 Aβ) Parkinson (PD) α-synuclein 凝集 (Lewy) 常染色体顕性: SNCA / LRRK2 常染色体潜性/劣性 (若年): PRKN / PINK1 / DJ-1 GBA: 強リスク (~5x) Huntington (HD) 変異 huntingtin (mHTT) HTT (4p16): CAG リピート ≥ 36 • 完全浸透 ≥ 40 • 親父性遺伝で expansion (anticipation) → tominersen (ASO, 開発中) ALS TDP-43 / SOD1 凝集 C9orf72 (~40% family): GGGGCC リピート伸長 SOD1 (~20%): misfolding FUS / TARDBP / TBK1 → tofersen (SOD1 ASO, 2023 FDA) FTD (前頭側頭型) tau or TDP-43 凝集 C9orf72 FTD/ALS 共通遺伝子 GRN (progranulin) ~10% MAPT (tau) 17q21 — tauopathy → FTD-Parkinsonism + 失語 行動異常型 / 失語型 / 進行性 ASD / 知的障害 シナプス + クロマチン病 シナプス病: SHANK3 (22q13 / Phelan-McDermid) NRXN1/3, NLGN3/4 クロマチン病: CHD8, ARID1B, MECP2 (Rett) リピート伸長病 (Repeat Expansion Disorders) CAG (polyQ) HD (HTT) / SCA1 (ATXN1) / SCA2 / SCA3 / SBMA (AR) CGG FMR1 (脆弱 X 症候群) / FXTAS (premutation) CTG DMPK (DM1) → RNA toxicity (MBNL 隔離) GGGGCC C9orf72 (FTD/ALS) → RAN translation anticipation = 世代交代で expansion → 重症化 + 早期化 → ASO (RNase H ベース) で mRNA 抑制が共通治療戦略
神経変性疾患 6 大遺伝子マップ — タンパク質凝集体と治療標的
TF役割
SOX2神経幹細胞性維持
PAX6眼・前脳・脊髄背側
OTX2 / GBX2中脳-後脳境界
HOX後脳-脊髄の前後パターン
NeuroG2, NeuroDニューロン分化
Olig2運動ニューロン / oligodendrocyte

主要神経変性疾患遺伝子

疾患遺伝子集積蛋白
AlzheimerAPP, PSEN1/2, APOE ε4Aβ + tau
ParkinsonSNCA, LRRK2, PRKN, PINK1, GBAα-synuclein
HuntingtonHTT (CAG repeat)変異 huntingtin
ALSSOD1, C9orf72, FUS, TARDBPTDP-43, SOD1
FTDC9orf72, GRN, MAPTTDP-43, tau
HD/ALS/FTD/SCAリピート伸長多様
CMTPMP22, MPZ 等

知的障害・自閉スペクトラム症 (ASD)

  • シナプス病: SHANK3, NRXN1/3, NLGN3/4, FMR1(脆弱X)
  • クロマチン病: CHD8, ARID1B, MECP2(Rett)
  • 遺伝可能性 ~80% だが多因子

エピジェネティクス

  • 神経活動依存的に H3K27ac、DNA メチル化が変化(学習・記憶基盤)
  • m6A RNA メチル化が神経発生・シナプス可塑性に関与