2022 Fiscal Year Annual Research Report
操作・モデリングから迫る精神病態シナプスパソロジーの多階層理解
| Project Area | Constructive understanding of multi-scale dynamism of neuropsychiatric disorders |
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| Project/Area Number |
18H05433
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
高木 朗子 (林朗子) 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (60415271)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 昌司 上智大学, 理工学部, 教授 (30188304)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 精神疾患 / シナプス / 構成的理解 / NEURONシミュレーション / 神経演算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの結果より、SETD1A hKOマウスやDISC1 cKOマウスらの統合失調モデルマウスで、異常に強いシナプス強度をもつ樹状突起スパイン（巨大スパイン）が有意に多いこと、この巨大スパインを介したシナプス入力が超線形な神経演算を実行することを見出していた。そこで、NEURONシミュレーションを用いることにより、巨大スパインの超線形神経演算のメカニズムを探索したところ、NMDA受容体依存的な自己再生的な電位増幅が巨大スパイン内で生じること、その結果、神経発火がランダムに亢進することを見出した。そこで、シナプス光遺伝学を用いて巨大スパインの生成を予防したところ、SETD1A hKOマウス、DISC1 cKOマウスで観察された作業記憶障害は正常化した。このように巨大スパインという主要ファクターを操作し、シナプス・細胞データや課題遂行パフォーマンスなどの行動階層の表現型が実際に正常化したことにより、階層を跨いだ因果関係の解明に迫れたと考えている。これらの結果より、少なくとも一部の統合失調症患者には、非常に強いシナプスにより神経演算の歪みが生じ、それらが病態生理の一部を担うという全く新しい仮説が提唱できた。この結果Science Advancesに受理され（In press）、また日本神経科学会Neuro2022の特別公演、Society for NeuroscienceのSuperNova Lectureでも口頭発表した。Science Advancesに含めなかったデータ（ヒト死後脳と計算論を中心としたもの）は、同程度の雑誌へ投稿準備中であり、これらの一連の仕事により、統合失調症の病態生理に関する全く新しい概念を提唱できたと考えている。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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