Pathological analysis focused on impairment of unmyelinated fibers in striatal medium spiny neuron-specific Tsc1 knockout mice

Research Project

Project/Area Number	22K07560
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 52030:Psychiatry-related
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	宮崎晴子岡山大学, 医歯薬学域, 助教 (80525890)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000) Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	自閉症スペクトラム症候群 / 発達障害 / 無髄神経 / 髄鞘 / 線条体 / 軸索 / medium spiny neuorn / mTOR / シナプス / Tsc1
Outline of Research at the Start	自閉症スペクトラム症候群 (ASD) は、社会性コミュニケーション障害を主徴とする神経発達障害である。近年、ASD病態にはシナプスの機能障害が関与することが明らかとなってきた。本研究では中枢無髄神経軸索シナプスに着目し、その軸索シナプスをマスクした遺伝子改変マウスを用いて、無髄神経軸索シナプスの機能障害とASD行動との関連性について調べる。本研究はASD病態メカニズムの一端を明らかにすることから、治療戦略や創薬の開発に貢献できると考える。
Outline of Annual Research Achievements	自閉症スペクトラム症候群 (Autism Spectrum Disorder: ASD) は、コミュニケーション障害、常同行動、限定的興味行動を特徴とする神経発達障害である。近年、ゲノム解析やモデルマウスの解析により、シナプスの機能障害がASD病態に関与することが明らかとなってきた。これまでのところ、樹状突起シナプスの異常とASD行動との関連性は報告されているが、無髄神経軸索シナプスとの関連性については全く調べられていない。線条体は古くから運動制御を担う脳領域として知られているが、最近では自閉症への関与が指摘されている。また、我々は先行研究としてこの線条体投射神経細胞 (Medium Spiny Neuron: MSN)が無髄神経であることを明らかにしている（Miyazaki H et al., Nat Commun, 2014))。本研究では、本来無髄神経である線条体 MSN を有髄化したマウスを作製した。このマウスでは MSN の軸索シナプスがマスクされていることから、無髄神経軸索シナプスの機能解析を行う上でよいモデルとなる。本研究では、当該マウスの組織化学的解析、生化学的解析、遺伝子発現解析、網羅的行動解析を行い、無髄神経軸索シナプスの機能障害とASD行動との関連性について明らかにする。今年度は網羅的行動解析を行った。また、前年度に引き続き、免疫組織化学的解析、電顕解析により病理変化を調べた。また、遺伝子発現解析で得られた発現変動遺伝子群のGene ontology解析を行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 予定していた網羅的行動解析が終了した。組織化学的解析（電顕解析、免疫組織化学的解析）は前年度にすでに実施しているが、サンプル数を増やして定量解析を行ったり、観察する脳領域や染色条件を見直して、厚みのある信頼性の高いデータを得ることができた。遺伝子発現解析は、前年度12週齢で行ったときは二次的な遺伝子発現変化を含んでいると思われたので、本年度は6週齢のサンプルを用いて再度実施した。狙い通り良好な結果が得られたので、Gene ontology解析を行った。予定していた実験はほぼ終了し、データの精査や定量解析に進んでいることから、現在までの進捗状況を「当初の計画以上に進展している」と判断した。
Strategy for Future Research Activity	生化学的解析を行う。組織化学的解析については引き続きデータの精査と定量解析を進める。論文化に必要な図の作成を始める。