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Investigation of the mechanism causing sex differences in ASD

Research Project

Project/Area Number 20K06901
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
Research InstitutionToyo University

Principal Investigator

Ohtani-Kaneko Ritsuko  東洋大学, 生命科学部, 教授 (00161183)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords自閉症 / 雌雄差 / Crmp4欠損マウス / 超音波発声 / モデルマウス / モデル動物 / CRMP4欠損 / CRMP4変異 / 樹状突起伸長 / 動物モデル / CRMP4欠損マウス / ステロイド仮説 / 社会性 / 性ステロイド仮説 / CRMP4 / 性差 / 感覚行動異常
Outline of Research at the Start

本課題では、自閉症モデルマウス(Crmpe欠損マウス)から得た知見をもとに、自閉症の性差形成メカニズムとして提案されている「性ステロイド仮説」を検証することを目的とする。検証には、周生期に性ステロイドを投与したCrmp4欠損マウスと野生型マウス雌雄を用いる。検証項目としては、Crmp4欠損により明瞭な雌雄差や形態変化を観察した①社会性行動と感覚異常、および②樹状突起形成異常、の2点に絞って行う。

Outline of Final Research Achievements

Suitable models to analyze sex differences in ASD pathogenesis remain insufficient. In this study, we performed experiments using autism model mice (Collapsin mediator protein 4 deficiency (KO) mice) that have characteristics of "impaired sociality" and "sensory abnormalities" in a male-predominant manner. We recorded isolation-induced ultrasonic vocalizations (USVs) emitted from wild-type (WT) and KO littermates, classified USVs into 10 types, and compared the number of USVs in each type by genotypes and sex. We found male KO mice exhibited a reduction in the total number of USVs and most of those USV types. We therefore got a suitable ASD animal model and tool for assessing sex-based communication deficits during the early postnatal period. Although the results obtained from steroid exposure experiments were severely different among individuals and could not reveal significant effects, transcriptome analysis revealed genes with differences in expression between sexes in KO mice.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自閉症には出現頻度や症状に性差が存在する。自閉症男児患者のwhole-exome sequencing 解析により、Crmp4遺伝子の1塩基置換のみを持つ事例を見出した。さらにCrmp4欠損(KO)マウスには雌雄差のある社会性行動の低下や感覚異常が現れること、KOや点変異により樹状突起形成が異常になることを報告した。今回は自閉症発症の早期検証に使える超音波発声パターン分類報告や、トランスクリプトーム解析による雌雄差形成候補遺伝子を報告した。KOマウスのこれらの知見は、自閉症発症や雌雄差形成メカニズムに繋がる重要な情報であり、自閉症研究や予防法開発にとって重要なものとして社会的意義が高い。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Segment-dependent gene expression profiling of the cartilaginous fish nephron using laser microdissection for functional characterization of nephron at segment levels.2023

    • Author(s)
      Horie T., Takagi W., Aburatani N., Yamazaki M., Inokuchi M., Tachizawa M., Okubo K., Ohtani-Kaneko R., Tokunaga K., Wong M.S.K., and Hyodo S.
    • Journal Title

      Zoological science

      Volume: 40(2) Issue: 2 Pages: 91-104

    • DOI

      10.2108/zs220092

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Early Detection of Male-Predominant Phenotypes in the Pattern of Ultrasonic Vocalizations Emitted by Autism Spectrum Disorder Model (Crmp4-Knockout) Mice.2022

    • Author(s)
      Shiono S, Tsutiya A, Ohtani-Kaneko R.
    • Journal Title

      Brain Sciences

      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 666-675

    • DOI

      10.3390/brainsci12050666

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Involvement of IGF-1R-PI3K-AKT-mTOR pathway in increased number of GnRH3 neurons during androgen-induced sex reversal of the brain in female tilapia.2022

    • Author(s)
      Oda A, Inoue S, Kaneko R, Narita Y, Shiono S, Kaneko T, Tseng YC, Ohtani-Kaneko R.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 2450-2464

    • DOI

      10.1038/s41598-022-06384-4

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] デジタル耳栓の自閉スペクトラム症音響過敏者への臨床応用に関する研究2022

    • Author(s)
      小野 和哉, 金子 律子, 安藤 久美子, 小口 芳世, 神山 昌也, 塚原 さち子, 塩野 鈴佳, 鈴木 亜也加
    • Journal Title

      最新精神科医学

      Volume: 27 Pages: 377-381

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  • [Journal Article] 自閉症スペクトラム症(ASD)モデル動物(CRMP4欠損マウス)研究から明らかになったこと2021

    • Author(s)
      金子(大谷)律子
    • Journal Title

      行動科学

      Volume: 59 Pages: 57-64

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    • Author(s)
      堺澤 聡子、加山 遥都、比嘉 彩香、佐藤 健二郎、大谷-金子 律子
    • Organizer
      第75回日本動物学会関東支部会
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      設樂 彩子、佐藤 健二郎、大谷-金子 律子
    • Organizer
      第92回日本動物学会
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  • [Presentation] 自閉症モデルマウス (Crmp4欠損マウス) のトランスクリプトーム解析と 既知のASDリスク遺伝子との対応とリアルタイムPCRでの雌雄差検討2022

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      佐藤健二郎 、塩野鈴佳、土屋貴大、大谷-金子律子
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      第45回日本分子生物学会
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      比嘉 彩香、塩野 鈴佳、佐藤 健二郎、大谷-金子 律子
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      井上咲良、沖中 聖、Yung-Che Tseng、大谷-金子 律子
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      第74回日本動物学会関東支部会
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      金子 凌、助川 修太郎(発表者)、大谷-金子 律子
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      第74回日本動物学会関東支部会
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      塩野鈴佳、比嘉彩香、佐藤健二郎、大谷‐金子律子
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      第74回日本動物学会関東支部会
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  • [Presentation] 自閉症患者で見つかったCRMP4の点変異が引き起こす樹状突起形成異常メカニズムの解明2022

    • Author(s)
      比嘉彩香、塩野鈴佳、佐藤健二郎、大谷-金子律子
    • Organizer
      第74回日本動物学会関東支部会
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  • [Presentation] 自閉症モデルマウス(Crmp4欠損マウス)と野生型マウス嗅球のトランスクリプトーム解析による遺伝子発現比較2021

    • Author(s)
      塩野鈴佳、比嘉彩香、佐藤健二郎、大谷‐金子律子
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 自閉症スペクトラム障害と感覚異常:動物実験による神経科学・行動科学の知見から、乳幼児、児童を対象とした行動科学・認知科学の知見までを振り返るー2020

    • Author(s)
      金子(大谷)律子
    • Organizer
      日本心理学会 シンポジウム
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  • [Presentation] Collapsin Response Mediator Protein4(CRMP4)がPC12細胞の樹状突起形成に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      比嘉彩香、吉津葵、塩野鈴佳、大谷-金子律子
    • Organizer
      日本動物学会第91回大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 野生型と自閉症モデル仔マウス(Crmp4 欠損仔マウス)間で見られた超音波発声パターンの違い2020

    • Author(s)
      塩野鈴佳、古屋夏海、土屋貴大、大谷-金子律子
    • Organizer
      日本動物学会第91回大会
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      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 東洋大学生命科学部 神経機能制御研究室HP(業績ページ)

    • URL

      http://www2.toyo.ac.jp/~r-kaneko/publications.html

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      2022 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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