小脳発生における自閉症感受性遺伝子Ａｕｔｓ２の分子機能の解明

本研究課題は、小脳発生、特にプルキンエ細胞(PC)を対象とした自閉症感受性遺伝子AUTS2の機能の解析が目的である。AUTS2遺伝子は、自閉症や知的障害、統合失調症など広範囲な精神発達障害をの関連性について示唆される遺伝子であり、大脳皮質、海馬、小脳など高次脳機能を司る脳領域で高発現するが、その分子機能は長らく不明であった。申請者は小脳領域でAuts2を欠損するコンディショナル変異(Auts2 cKO)マウスを作製し、その表現型を観察することで生後小脳におけるAuts2の役割を調査した。Auts2 cKOマウスでは顕著な小脳形成不全がみられ、特にPCでは、形態形成異常(余剰な樹状突起の刈り込みや樹状突起伸長など)が引き起こされることが明らかとなった。また同マウスでは、下オリーブ核―PC間で形成される登上繊維シナプスの発達が著しく阻害されている一方、小脳顆粒細胞―PC間で形成される平行繊維シナプスについては、その数が増加していた。さらにmiRNAでAuts2をノックダウンしたPCに対して電気生理学的解析を行なった結果、登上繊維シナプスおよび平行繊維シナプスの両方で神経伝達に異常が認められた。最後に、Auts2 cKOマウスでは、運動学習障害やコミュニケーション障害が見られた。このように、AUTS2が小脳発生、特にプルキンエ細胞の成熟とシナプス形成に関与することを明らかにした。本研究の成果は、AUTS2遺伝子異常によるヒト精神疾患の病態、とくに自閉症等におけるコミュニケーション障害機序を理解するための一助になると考えられる。上記の研究結果をまとめ、海外学術誌に投稿した。

本研究課題は、小脳発生、特にプルキンエ細胞(PC)を対象とした自閉症感受性遺伝子AUTS2の機能の解析が目的である。AUTS2遺伝子は、自閉症や知的障害、統合失調症など広範囲な精神発達障害をの関連性について示唆される遺伝子であり、大脳皮質、海馬、小脳など高次脳機能を司る脳領域で高発現するが、その分子機能は長らく不明であった。申請者は小脳領域でAuts2を欠損するコンディショナル変異(Auts2 cKO)マウスを作製し、その表現型を観察することで生後小脳におけるAuts2の役割を調査した。Auts2 cKOマウスでは顕著な小脳形成不全がみられ、特にPCでは、形態形成異常(余剰な樹状突起の刈り込みや樹状突起伸長など)が引き起こされることが明らかとなった。また同マウスでは、下オリーブ核―PC間で形成される登上繊維シナプスの発達が著しく阻害されている一方、小脳顆粒細胞―PC間で形成される平行繊維シナプスについては、その数が増加していた。さらにmiRNAでAuts2をノックダウンしたPCに対して電気生理学的解析を行なった結果、登上繊維シナプスおよび平行繊維シナプスの両方で神経伝達に異常が認められた。最後に、Auts2 cKOマウスでは、運動学習障害やコミュニケーション障害が見られた。このように、AUTS2が小脳発生、特にプルキンエ細胞の成熟とシナプス形成に関与することを明らかにした。本研究の成果は、AUTS2遺伝子異常によるヒト精神疾患の病態、とくに自閉症等におけるコミュニケーション障害機序を理解するための一助になると考えられる。上記の研究結果をまとめ、海外学術誌に投稿した。