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カルシウムシグナリング破綻に着目した自閉スペクトラム症における神経回路病態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K16490
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分51030:病態神経科学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

堀金 慎一郎  名古屋大学, 環境医学研究所, 講師 (60775906)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード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 / 自閉スペクトラム症 / 神経回路病態 / 神経発達障害 / カルシウムシグナリング破綻
研究開始時の研究の概要

カルシウムイオンは、神経回路形成や神経可塑性など多様な細胞イベントを制御する。近年、カルシウムシグナリング破綻と精神障害との関係が注目されるが、両者の因果関係については多くが未解明である。我々はこれまでに、自閉スペクトラム症(ASD)患者から同定された変異型のL型カルシウムチャネルを発現するマウス系統を作出した。本研究では、同モデルマウスを用いることで、カルシウムシグナリング破綻とASD病態との関係を検討する。また更に、同マウス系統への介入操作によるASD病態の回復を検討する。すなわち本計画では、カルシウムシグナリング破綻に着目したASD病態の解明および治療法の探索を目的とする。

研究成果の概要

本研究課題は、自閉スペクトラム症の背景にある神経回路病態を解明し、具体化した標的に対する効果的な治療開発の推進を目的としている。研究成果として、①自閉スペクトラム症患者より同定された、変異型のL型カルシウムチャネルを発現するマウス系統が自閉スペクトラム症様の行動異常を示し、②同マウス系統が神経回路形成および細胞内カルシウム動態の異常を示すことを明らかにした。またさらに、③同マウス系統の変異型L型カルシウムチャネルを標的とした治療的介入手法の開発について、予備的検討を完了した。本研究課題により得られた学術的知見・実験手技は、自閉スペクトラム症の治療開発における新たな基盤となることが期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Identification of ultra-rare disruptive variants in voltage-gated calcium channel-encoding genes in Japanese samples of schizophrenia and autism spectrum disorder2022

    • 著者名/発表者名
      Wang C, Horigane SI, Wakamori M, Ueda S, Kawabata T, Fujii H, Kushima I, Kimura H, Ishizuka K, Nakamura Y, Iwayama Y, Ikeda M, Iwata N, Okada T, Aleksic B, Mori D, Yoshida T, Bito H, Yoshikawa T, Takemoto-Kimura S, Ozaki N
    • 雑誌名

      Translational Psychiatry

      巻: 12 号: 1 ページ: 84-84

    • DOI

      10.1038/s41398-022-01851-y

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A mouse model of Timothy syndrome exhibits altered social competitive dominance and inhibitory neuron development.2020

    • 著者名/発表者名
      Horigane SI, Ozawa Y, Zhang J, Todoroki H, Miao P, Haijima A, Yanagawa Y, Ueda S, Nakamura S, Kakeyama M, Takemoto-Kimura S.
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 10 号: 8 ページ: 1436-1446

    • DOI

      10.1002/2211-5463.12924

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of an L-type Ca 2+ channel-dependent Ca 2+ transient during the radial migration of cortical excitatory neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Horigane S, Hamada S, Kamijo S, Yamada H, Yamasaki M, Watanabe M, Bito H, Ohtsuka T, Takemoto-Kimura S
    • 雑誌名

      Neurosci Res

      巻: S0168-0102(20)30391-6 ページ: 30391-6

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.06.003

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Calcium transient as an intracellular beacon that orchestrates stepwise nucleus deformation required for neuronal migration2021

    • 著者名/発表者名
      Horigane S, Takemoto-Kimura S, Kamijo S, Adachi-Morishima A, Fujii H, Bito H
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Development of a novel mouse model of Timothy syndrome associated with autism spectrum disorder2021

    • 著者名/発表者名
      Hyodo F, Ozawa Y, Pan M, Ueda S, Abe M, Sakimura K, Horigane S, Takemoto-Kimura S
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Calcium transients as an intracellular beacon that orchestrates a morphogenetic cycle underlying neuronal migratory movement2020

    • 著者名/発表者名
      堀金慎一郎
    • 学会等名
      第43回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] Timothy症候群のモデル動物2021

    • 発明者名
      竹本さやか, 堀金慎一郎, 阿部学, 小澤享弘
    • 権利者名
      竹本さやか, 堀金慎一郎, 阿部学, 小澤享弘
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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