Deciphering neural circuit abnormality underlying autism spectrum disorder caused by calcium signaling dysfunction

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K16490
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Shin-ichiro Horigane 名古屋大学, 環境医学研究所, 講師 (60775906)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 自閉スペクトラム症（ASD） / Timothy症候群 / 病態モデルマウス / カルシウムシグナリング / L型カルシウムチャネル

Outline of Final Research Achievements

In this project, we aimed to elucidate neural circuit pathology underlying autism spectrum disorder (ASD) and develop a therapeutic method. To address this, 1) we evaluate behavioral abnormality of an ASD-related mouse model expressing mutant L-type Ca2+ channels and found ASD-like behaviors in the mouse model. 2) We also identified dysfunction in neural circuit formation and intracellular Ca2+ dynamics in the mouse model. Furthermore, 3) we developed a brain-wide genetic recombination technique to establish a therapeutic method targeting the mutant L-type Ca2+ channel in this mouse model. These new insights and an experimental method are expected to contribute to developing effective treatment for ASD.

Free Research Field

病態神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

自閉スペクトラム症は生後初期からその症状が認められ、胎生・発達期にかけた神経回路形成の破綻が発症原因の一つと考えられている。しかしその一方で、神経回路の形成過程や出来上がった神経回路の機能にどのような異常があるのかという「神経回路病態」について多くが未解明であり、病態理解を基礎とした合理的な治療法の開発が困難な状況にあった。本研究課題により得られた研究成果は、こうした自閉スペクトラム症の背景にある神経回路病態の一端を明らかにするものであり、並行して開発を進める治療的介入法とあわせて、自閉スペクトラム症の治療開発へ寄与することが強く期待できる。