脆弱 X 症候群のマーモセットモデル開発に成功~疾患メカニズム解明と創薬に貢献~

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2025-09-05 東京大学

東京大学大学院医学系研究科の饗場篤教授らは、ヒトに近い非ヒト霊長類であるコモンマーモセットにおいて、CRISPR/Cas9を用いて脆弱X症候群の原因遺伝子である FMR1 に変異を導入し、患者に類似した症状を示すモデル動物を開発しました。FMR1変異マーモセットでは、過剰な運動やてんかん発作が観察され、新生児期には致命的な発作も確認されました。一方で、GRM5遺伝子も変異を導入した二重変異体では、この致死性が緩和され、mGluR5シグナルの過剰活性が表現型に関与していることが示唆されました。また、F1世代のヘテロ変異マーモセットにおいても、発声や社会性、聴覚処理、微細運動等においてヒト患者と一致するような行動・生理的異常が見られました。これにより、FMR1変異マーモセットは、脆弱X症候群の病態解明および創薬研究に資する新しい動物モデルとして高い有用性が確認されました。成果は Cell Reports に掲載されました。

脆弱 X 症候群のマーモセットモデル開発に成功~疾患メカニズム解明と創薬に貢献~
FMR1 変異マーモセットの表現型の概要図

<関連情報>

FMR1変異マーモセットは脆弱X症候群の表現型を示す FMR1 mutant marmosets show fragile X syndrome phenotypes

Maria Harbers ∙ Zefeng Wei ∙ Harumi Nakao ∙ … ∙ Kosuke Itoh ∙ Masanobu Kano ∙ Atsu Aiba
Cell Reports  Published:September 4, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116208

Highlights

  • Female FMR1+/- mutant marmosets mimic key phenotypes of fragile X syndrome
  • An F1 heterozygous marmoset line with a uniform mutation is established for analysis
  • Introducing GRM5 gene mutations in FMR1 mutant marmosets rescues the phenotype

Summary

Fragile X syndrome (FXS) is the foremost monogenic cause of autism spectrum disorder and intellectual disability, caused by FMR1 gene silencing. Here, we report that common marmosets carrying FMR1 mutation, a non-human primate model for FXS, share common features in behavioral and molecular phenotypes with patients with FXS. Founder mutants with markedly reduced fragile X messenger ribonucleoprotein expression display hyperactivity, spontaneous seizures, and transcriptome changes in synapse-related genes that overlap with those reported in patients with FXS. Although spontaneous seizures in these mutants lead to postnatal lethality, the lethality is rescued by introducing mutations into the GRM5 gene, suggesting that elevated mGluR5 signaling contributes to the phenotype. F1 heterozygous females carrying a uniform mutation exhibit phenotypes associated with FXS, including alterations in vocal development and social preferences, electroencephalographic abnormalities, and impaired motor skills. Thus, female marmosets heterozygous for the FMR1 mutation represent a valuable translational model for investigating FXS mechanisms and potential therapeutic strategies.

医療・健康
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