シナプス異常を指標とした自閉症原因候補遺伝子の機能的スクリーニング

自閉スペクトラム症 (ASD) は、社会相互性障害、コミュニケーション障害、興味限局・常同性、という3つの中核症状を特徴とした神経発達障害である。近年、数百のASDに関連する遺伝子が同定されてきた。しかし、シナプス異常とASD類似の行動異常との因果関係は、不明な点が多い。また、多くのASD関連候補遺伝子がシナプス機能とASD類似行動に果たす役割は明らかでない。さらに、前頭前野がASDに関連すると考えられているが、これを支持する動物実験のデータは十分ではない。そこで、本研究では、①マウスの前頭前野において、ASD関連候補遺伝子のシナプス機能に対する役割を定量的に解析し、さらにASD類似行動との関連を評価できる実験系を開発すること。②この実験系を用いて、機能未知のASD関連候補遺伝子の中からシナプス機能やASD類似行動に重要な役割を果たすものを同定し、両者の因果関係を解明することを目的とした。本年度は目的②を検証した。前年度に開発した実験系を用いて、機能未知のASD関連候補遺伝子であるAHI1遺伝子がシナプス発達・機能とASD類似行動に果たす役割を評価した。シナプス発達・機能を解析した結果、AHI1ノックダウンによって、興奮性シナプス伝達が減少した。また、スパイン頭部の幅が減少した。ASD類似行動を解析した結果、AHI1ノックダウンマウスは、社会的相互作用障害およびコミュニケーションの異常を示した。さらに、AMPA受容体のポジティブアロステリックモジュレーターであるCX546投与により、興奮性シナプス伝達の減少と社会的相互作用障害が回復した。これらの結果は、前頭前野のAHI1ノックダウンマウスにおいて、興奮性シナプス伝達の減弱が、社会的相互作用障害の原因になりうることの更なる証拠となるもので、また、CX546は社会的相互作用障害に対して有効である可能性を示した。

自閉スペクトラム症 (ASD) は、社会相互性障害、コミュニケーション障害、興味限局・常同性、という3つの中核症状を特徴とした神経発達障害である。近年、数百のASDに関連する遺伝子が同定されてきた。しかし、シナプス異常とASD類似の行動異常との因果関係は、不明な点が多い。また、多くのASD関連候補遺伝子がシナプス機能とASD類似行動に果たす役割は明らかでない。さらに、前頭前野がASDに関連すると考えられているが、これを支持する動物実験のデータは十分ではない。そこで、本研究では、①マウスの前頭前野において、ASD関連候補遺伝子のシナプス機能に対する役割を定量的に解析し、さらにASD類似行動との関連を評価できる実験系を開発すること。②この実験系を用いて、機能未知のASD関連候補遺伝子の中からシナプス機能やASD類似行動に重要な役割を果たすものを同定し、両者の因果関係を解明することを目的とした。本年度は目的②を検証した。前年度に開発した実験系を用いて、機能未知のASD関連候補遺伝子であるAHI1遺伝子がシナプス発達・機能とASD類似行動に果たす役割を評価した。シナプス発達・機能を解析した結果、AHI1ノックダウンによって、興奮性シナプス伝達が減少した。また、スパイン頭部の幅が減少した。ASD類似行動を解析した結果、AHI1ノックダウンマウスは、社会的相互作用障害およびコミュニケーションの異常を示した。さらに、AMPA受容体のポジティブアロステリックモジュレーターであるCX546投与により、興奮性シナプス伝達の減少と社会的相互作用障害が回復した。これらの結果は、前頭前野のAHI1ノックダウンマウスにおいて、興奮性シナプス伝達の減弱が、社会的相互作用障害の原因になりうることの更なる証拠となるもので、また、CX546は社会的相互作用障害に対して有効である可能性を示した。