単一細胞解析を用いた自閉症における社会性障害に関わる分子神経メカニズムの解明

使用单细胞分析阐明自闭症社交障碍涉及的分子神经机制

• 批准号: 22KJ2217
• 负责人: 北川 航平
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2217/
• 关键词: 自閉スペクトラム症; 疾患モデルマウス; 社会性; RNA-seq

自閉スペクトラム症（以下、自閉症）の主症状の一つとして社会性障害が挙げられるが、その分子病態には不明な点が多く残されている。脳はヘテロな細胞集団の集合体であり、自閉症の分子病態の解明には、特定の脳機能の発現に重要な少数細胞集団の特性を個別に理解することが重要である。当研究室では、独自に作成した自閉症モデルマウスであるPOGZ変異マウスを用いた全脳神経活動イメージング解析により、社会行動後に前帯状皮質領域のごく少数の神経細胞が過剰に活動していることを見出しており、この神経細胞集団と社会性障害との関連が示唆される。そこで本年度は、POGZ変異マウスの前帯状皮質において、社会行動時に活動している神経細胞の特性を明らかにすることを目的とした検討を実施し、主に以下の成果を得た。①DREADD法により、社会行動時に活性化する前帯状皮質神経細胞の活動を抑制したところ、野生型マウスでは社会性行動時間が有意に低下した一方で、POGZ変異マウスでは社会性行動時間に有意な変化が見られなかった。②活動神経細胞特異的に蛍光タンパク質を発現するArc-dVenusマウスを用いて、社会行動時に活動する前帯状皮質神経細胞をFACSにより分取し、RNAシーケンスを実施した。発現変動解析の結果、野生型マウスとPOGZ変異マウスとの間で、特定の神経細胞のマーカー遺伝子を含む複数の遺伝子の発現量に有意な差が見られた。以上の結果から、野生型マウスとPOGZ変異マウスでは、社会行動時に活性化する前帯状皮質神経細胞の特性が異なっている可能性が示された。

社会疾病是自闭症谱系障碍的主要症状之一（以下称为自闭症），但其分子病理中仍然存在许多未知数。大脑是异源细胞群体的集合，重要的是要了解少数细胞群体的个体特征，这对于表达特定脑功能的表达很重要，以阐明自闭症的分子病理。我们的实验室发现，通过使用自闭症模型小鼠使用独特创建的自闭症模型鼠标，在社会行为后，前扣带回皮层区域中的少数神经元过于活跃，并被认为是这种神经元种群与社会障碍之间的关联。因此，今年，我们进行了一项研究，旨在阐明pogz突变小鼠的前扣带回皮质中社会行为中活动的特征在POGZ突变小鼠中。 2）使用ARC-DENVENUS小鼠分离有活性的社会行为中的前扣带回皮质神经元，该小鼠表达专门针对活性神经元的荧光蛋白，并进行了RNA序列。表达变异分析表明，野生型小鼠和POGZ突变小鼠之间多个基因的表达水平，包括特定神经元的标记基因的显着差异。以上结果表明，在社会行为过程中激活的前扣带回神经元的特征在野生型小鼠和POGZ突变小鼠之间有所不同。

项目成果

Impaired neurodevelopment in iPS cell-derived neural stem cells from psychiatric patients with 7q36.3 microduplication

来自患有 7q36.3 微重复的精神病患者的 iPS 细胞衍生的神经干细胞的神经发育受损

• 发表时间: 2022
• 作者: Kitagawa K;Baba M;Takemoto T;Nagayasu K;Kasai A;Takuma K;Hashimoto R;Hashimoto H;Ago Y;Nakazawa T
• 通讯作者: Nakazawa T

Intranasal oxytocin administration suppresses social contact-induced neural activity in a POGZ-Q1038R mutant mouse model of autism spectrum disorder

鼻内催产素给药抑制自闭症谱系障碍 POGZ-Q1038R 突变小鼠模型中社交接触诱导的神经活动

• 发表时间: 2022
• 作者: Kitagawa K;Baba M;Takemoto T;Tanuma M;Hayashida M;Yamaguchi S;Ago Y;Seiriki K;Hayata-Takano A;Takuma K;Kasai A;Hashimoto H;Nakazawa T
• 通讯作者: Nakazawa T