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Molecular mechanisms of autism caused by abnormalities in the cerebral cortex

Research Project

Project/Area Number 21K06272
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

Umemura Mariko  東京薬科大学, 生命科学部, 講師 (30521489)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords大脳皮質 / 転写因子 / 神経細胞胃道 / マウス / 行動異常 / 異常行動 / 神経細胞移動 / 脳 / 自閉症スペクトラム障害
Outline of Research at the Start

自閉症スペクトラム障害(ASD)は、社会性行動に障害をもつ神経発達障害の一つである。社会性行動は、大脳皮質においても制御されており、大脳皮質の構築の異常が自閉症発症の原因の一つであると考えられている。そこで、本研究では、大脳皮質の構築の異常によって引き起こされる自閉症発症の分子機構の解明を目的とする。
具体的な研究計画としては、私達が作製した自閉症様の行動異常を示す精神疾患様マウス(ATF5欠損マウス)を使用する。 ATF5欠損マウスは、社会性行動が低下し、成体の大脳皮質の層構造が異常になっていた。本研究ではATF5欠損において、大脳皮質の層構造構築や神経細胞移動を解析する。

Outline of Final Research Achievements

Autism spectrum disorder is a developmental disorder that impairs social behavior. One of the causes of autism spectrum disorder is thought to be the abnormal layered structure of the cerebral cortex. In this study, we analyzed the structure of the cerebral cortex in ATF5-deficient mice, which showed impaired social behavior. ATF5-deficient mice had a reduced density of radial glia and intermediate progenitor cells in the cerebral cortex during embryonic stage. In addition, neurons transfected with an ATF5-shRNA expression plasmid showed abnormal cell morphology and abnormal neuronal migration. These results suggest that ATF5 is important for the development of the cerebral cortex.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、転写因子ATF5が大脳皮質の発達に重要であることを明らかにした。ATF5は神経細胞の形態の形成に重要であり、大脳皮質の発達に影響を与える。
また、自閉症スペクトラム障害は社会性行動に障害を持つが、根本的な治療薬は存在していないことが問題となっている。本研究で明らかになった知見により、大脳皮質の層構造形成の分子機構の理解が進むと期待される。また、大脳皮質の層構造が異常が原因となっている自閉症の治療研究にも貢献すると予想される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Nescient helix-loop-helix 1 (Nhlh1) is a novel activating transcription factor 5 (ATF5) target gene in olfactory and vomeronasal sensory neurons in mice2024

    • Author(s)
      Ishii Chiharu、Nakano Haruo、Higashiseto Riko、Ooki Yusaku、Umemura Mariko、Takahashi Shigeru、Takahashi Yuji
    • Journal Title

      Cell and Tissue Research

      Volume: 396 Issue: 1 Pages: 85-94

    • DOI

      10.1007/s00441-024-03871-0

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Activating transcription factor 5 (ATF5) controls intestinal tuft and goblet cell expansion upon succinate-induced type 2 immune responses in mice2023

    • Author(s)
      Nakano Haruo、Hata Ayano、Ishimura Usato、Kosugi Ryo、Miyamoto Eina、Nakamura Kota、Muramatsu Takumi、Ogasawara Moe、Yamada Motohiro、Umemura Mariko、Takahashi Shigeru、Takahashi Yuji
    • Journal Title

      Cell and Tissue Research

      Volume: 393 Issue: 2 Pages: 343-355

    • DOI

      10.1007/s00441-023-03781-7

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ATF5 deficiency causes abnormal cortical development2021

    • Author(s)
      Umemura Mariko、Kaneko Yasuyuki、Tanabe Ryoko、Takahashi Yuji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86442-5

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functional validation of epitope-tagged ATF5 knock-in mice generated by improved genome editing of oviductal nucleic acid delivery (i-GONAD)2021

    • Author(s)
      Nakano Haruo、Kawai Shiori、Ooki Yusaku、Chiba Tomoki、Ishii Chiharu、Nozawa Takumi、Utsuki Hisako、Umemura Mariko、Takahashi Shigeru、Takahashi Yuji
    • Journal Title

      Cell and Tissue Research

      Volume: 385 Issue: 1 Pages: 239-249

    • DOI

      10.1007/s00441-021-03450-7

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 大脳皮質発達過程におけるストレス応答転写因子ATF5の機能解析2023

    • Author(s)
      蛭川遼大, 梅村真理子, 小林永和, 中野春男, 高橋滋, 高橋勇二, 新開泰弘
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレス応答因子ATF5 mRNAにおける上流ORFが関与する翻訳制御と生理機能の解明2023

    • Author(s)
      小出真蒔, 竹内茉由, 中野春男, 梅村真理子, 高橋滋, 高橋勇二, 新開泰弘
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレス応答因子ATF5欠損マウス小腸の2型免疫応答で生じたパネート細胞の分化異常2023

    • Author(s)
      中村航汰, 中野春男, 小杉遼, 石村宇里, 宮本英奈, 畑綾乃, 梅村真理子, 高橋滋, 高橋勇二, 新開泰弘
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ATF5はマウス大脳皮質におけるインターニューロンの維持に関与している2022

    • Author(s)
      中島理子, 梅村真理子, 喜屋武諒, 高橋滋, 高橋勇二
    • Organizer
      NEURO2022(第45回日本神経科学大会/第65回日本神経化学会大会/第32回日本神経回路学会大会)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] マウス嗅覚器における転写因子ATF5の新規標的遺伝子の探索2022

    • Author(s)
      石井千陽, 中野春男, 梅村真理子, 高橋滋, 高橋勇二
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 転写因子ATF5は大脳皮質発達に関与する2021

    • Author(s)
      小林永和, 梅村真理子, 金子泰之, 中野春男, 高橋滋, 高橋勇二
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 大脳皮質発達期の神経細胞の移動と中心体機能における転写因子ATF5の役割2021

    • Author(s)
      星野考郁, 梅村真理子, 本郷琳太郎, 島原喜子, 中野春男, 高橋滋, 高橋勇二
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 転写因子ATF5-Hemagglutininタグノックインマウスを用いた嗅覚器におけるATF5の機能解析2021

    • Author(s)
      石井千陽, 中野春男, 梅村真理子, 高橋滋, 高橋勇二
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 2型免疫応答によって誘導された腸刷子細胞と杯細胞の分化に及ぼすATF5欠損の影響2021

    • Author(s)
      中野春男, 畑綾乃, 石村宇里, 小杉遼, 村松拓実, 小笠原萌, 宮本英奈, 梅村真理子, 高橋滋, 高橋勇二
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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