自閉症モデルマウスにおける海馬鋭波の観察とその操作による自閉症様症状の改善

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本研究は、自閉スペクトラム症（ASD）では海馬の鋭波（SWR）が異常であるために、E/Iバランスを適切に調節することができないという仮説を検証することを目的としている。これまでの結果および先行研究の知見を踏まえて、正常および疾患状態における脳の興奮-抑制バランスの変化を、海馬や皮質を含むより広い範囲での解明を試みた。ASDモデルマウスでは、皮質領域も海馬と同様に興奮-抑制バランスの偏りが見られ、ASD症状に関わることが知られている。その中で、特にretrosplenial cortex（RSC/脳梁膨大後部皮質）2/3層神経細胞に着目した。RSC 2/3層の神経細胞は脱分極電流の注入を受け取った直後に興奮性が高まり、という独特な性質を持つことが確認された。また、予めな脱分極刺激により、RSC 2/3層細胞を発火させるために必要な電気刺激の強度も低下した。次に、RSCの海馬への応答を検証するために、海馬からの出力を主に担う海馬支脚（subiculum）という脳領域にAAV5-CaMKII-ChR2-EYFPを導入した。これにより、海馬支脚に対して青色光照射を行うことで、海馬からRSC 2/3層の細胞への投射を特異的に活性化させることが可能である。青色光照射後、RSC 2/3層では細胞の発火タイミングが早まり、興奮性が上昇したことが分かった。In vivoにおいても一致している結果が確認された。以上より、海馬からの興奮性入力によってRSC 2/3層では神経細胞が活動しやすくなる結果が示された。海馬における脳の興奮-抑制バランスの偏りが、こうした経路に基づいて皮質へ伝播し、ASDモデルマウスにおける神経細胞の過剰興奮を裏付けるかもしれないことを明らかにした。以上の結果をまとめてJournal of Physiology誌に投稿して受理された。