大脳皮質の構築が異常の原因となる自閉症発症の分子機構の解明

自閉症スペクトラム障害は、社会性行動の障害やこだわり行動を特性とした神経発達障害の一つである。自閉症発症の原因の一つとして、大脳皮質の構築が異常になることが報告されている。本研究では、大脳皮質の構築が異常の原因となる自閉症の発症の分子機構を明らかにすることを目的として研究を行う。具体的には、自閉症様行動異常を示すマウス（転写因子ATF5の欠損マウス）を用いて、大脳皮質の発達過程の異常を明らかにする。またATF5欠損によって引き起こされる大脳皮質の発達異常の分子機構を明らかにする。昨年度までに、胎仔期のATF5欠損マウスの大脳皮質は、発達不良であることが見出された。特に、脳室帯/脳室下帯に局在する神経前駆細胞の密度が減少していた。そこで、本年度は、胎仔期の大脳皮質におけるATF5の標的因子を同定し、ATF5が関与する大脳皮質発達の分子機構を明らかにすることを試みた。胎仔期のATF5欠損マウスの大脳皮質よりTotal RNAを抽出し、RNAシークエンス解析を行った。野生型マウスに比べて、ATF5欠損マウスにおいて、発現が増減している因子が多数同定された。特に、ストレス応答、エピジェネティックな遺伝子発現制御、胎仔期の組織形成に関与する因子が同定された。一方で、自閉症様行動を示すモデルマウスにおいて、シナプス機能の異常が見出されている。シナプスは、神経細胞同士のつなぎ目の部分で、神経細胞の連絡に重要である。シナプスは、樹状突起のスパイン（棘）上に形成されることから、樹状突起やスパインの形態を解析した。ATF5の発現が抑制された初代培養細胞では、樹状突起の形態が変化していることがわかった。一方で、スパイン形態は、その成熟過程において形態を変化させるが、ATF5の発現を抑制した初代培養細胞では、スパイン形態の分布が野生型に比べて、変化していることが見出された。

自閉症スペクトラム障害は、社会性行動の障害やこだわり行動を特性とした神経発達障害の一つである。自閉症発症の原因の一つとして、大脳皮質の構築が異常になることが報告されている。本研究では、大脳皮質の構築が異常の原因となる自閉症の発症の分子機構を明らかにすることを目的として研究を行う。具体的には、自閉症様行動異常を示すマウス（転写因子ATF5の欠損マウス）を用いて、大脳皮質の発達過程の異常を明らかにする。またATF5欠損によって引き起こされる大脳皮質の発達異常の分子機構を明らかにする。昨年度までに、胎仔期のATF5欠損マウスの大脳皮質は、発達不良であることが見出された。特に、脳室帯/脳室下帯に局在する神経前駆細胞の密度が減少していた。そこで、本年度は、胎仔期の大脳皮質におけるATF5の標的因子を同定し、ATF5が関与する大脳皮質発達の分子機構を明らかにすることを試みた。胎仔期のATF5欠損マウスの大脳皮質よりTotal RNAを抽出し、RNAシークエンス解析を行った。野生型マウスに比べて、ATF5欠損マウスにおいて、発現が増減している因子が多数同定された。特に、ストレス応答、エピジェネティックな遺伝子発現制御、胎仔期の組織形成に関与する因子が同定された。一方で、自閉症様行動を示すモデルマウスにおいて、シナプス機能の異常が見出されている。シナプスは、神経細胞同士のつなぎ目の部分で、神経細胞の連絡に重要である。シナプスは、樹状突起のスパイン（棘）上に形成されることから、樹状突起やスパインの形態を解析した。ATF5の発現が抑制された初代培養細胞では、樹状突起の形態が変化していることがわかった。一方で、スパイン形態は、その成熟過程において形態を変化させるが、ATF5の発現を抑制した初代培養細胞では、スパイン形態の分布が野生型に比べて、変化していることが見出された。