本研究の目標は、異分野の若手研究者が連携し、「神経細胞活動におけるGPI糖鎖の意義とその定量的理解を実現し、GPI糖鎖を起点とした3q29欠失症候群（3q29DS）の病態メカニズムの解明および治療・診断戦略を創出すること」である。この目標を達成するために、本課題では代表者有岡の精神疾患患者iPS細胞から神経系細胞/脳オルガノイドを作製・解析する技術、分担者木塚の糖鎖分析技術、分担者加藤の神経回路イメージング技術という異分野融合アプローチを掲げる。令和6年度の研究成果は次のとおりである。1) 3q29欠失領域に含まれる糖鎖関連分子PIGXおよびPIGZの欠損と病態との関連性を調べるため、蛍光タンパク質を融合した両酵素を発現するアデノ随伴ウイルス発現ベクターを作製した。培養細胞系により、蛍光タンパク質の融合が機能に悪影響を与えないことを確認した。また、ゲノム編集技術によってPIGXとPIGZが欠損したアイソジェニックiPS細胞株を作製した。2) 3q29DS患者iPS細胞から誘導した脳オルガノイドでは電気活動異常を呈することを同定した。現在、１）で作製したウイルスベクターおよび２）で作製したアイソジェニック株を用いて電気活動異常とPIGXおよびPIGZ欠損との関与を調べている。3) 神経細胞のGPI糖鎖可視化に向け、まずGPIアンカー型タンパク質の1つであるプリオン（Prion）を可視化した。AAVベクター(AAV-Syn-Prion-mScarlet）を作製し、マウス一次体性感覚野に投与した結果、少数の神経細胞でmScarletの発現を確認することができた。この結果は、in vivoでのGPI糖鎖発現変動をmScarletの蛍光強度変化として捉える可能性を示唆する。今後、GCaMPとの共発現により、GPI糖鎖発現変動と神経細胞活動変化の関連性を検証する予定である。