ASDにおける軸索起始部異常の意義の解明とバイオマーカー開発

• 研究課題/領域番号: 23K07290
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
• 研究機関: 島根大学
• 研究代表者: 藤谷 昌司 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 教授 (40376372)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2025年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 軸索起始部 / ASD / 神経回路 / バイオマーカー

研究開始時の研究の概要

自閉スペクトラム症(以下ASD)は社会性やコミュニケーション障害、行動や興味の限局を主徴とする神経発達障害で、異常神経回路を病理学的に同定するのに役立つバイオマーカーは未確立である。個々の神経細胞は、「軸索起始部(Axon Initial Segment: 以下AIS)」という活動依存的に細胞体からの位置や長さが変化する特徴的な構造をもつ。本研究は、ASD脳におけるAIS異常の意義はなにかを明らかにし、 AIS異常を神経回路異常のバイオマーカーとして確立することをめざしている。

研究実績の概要

ヒト疾患の神経回路異常のバイオマーカーとして確立するためには、ヒトASD脳における検討が必須であり、ヒトASD脳標本を用いてAIS異常を認めるか検討するために、米国SFARI内のAutism BrainNetよりコントロール脳の、ブロードマン野(BA)32の脳標本を入手し、免疫染色法で、AISを検討する方法を確立することができた。
また、ASDモデル動物におけるAIS異常についての論文をbioRxivに発表した。Otani, Y., Koga, K., Kawabata, R., Liu, X., Miyajima, H., Takumi, T., & Fujitani, M. (2024). Aberrant axon initial segment is an indicator for task-independent neural activity in autism model mice. bioRxiv, 2024-02.

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ヒト疾患の神経回路異常のバイオマーカーとして確立するためには、ヒトASD脳における検討が必須であり、ヒトコントロール脳標本を用い研究が順調に進行している。また、ヒトASD脳のサンプル入手も順調に進んでいる。また、ASDモデル動物におけるAIS異常についての論文をbioRxivに発表することができているため、それに基づき、AIS 異常のある神経回路を再活性化したときに、 AIS 異常や行動異常が改善するのか明らかにする

今後の研究の推進方策

ヒト疾患の神経回路異常のバイオマーカーとして確立するため、ヒトASD脳標本を用い研究が順調に進行している。また、ヒトASD脳のサンプル入手も順調に進んでいる。また、ASDモデル動物におけるAIS異常についての論文をbioRxivに発表することができているため。

研究成果

• [国際共同研究] SFARI(米国)
• [雑誌論文] Aberrant axon initial segment is an indicator for task-independent neural activity in autism model mice (2024)
  • 著者名/発表者名: Otani Yoshinori、Koga Kohei、Kawabata Ryo、Liu Xinglang、Miyajima Hisao、Takumi Toru、Fujitani Masashi
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: 1 ページ: 1-42
  • DOI: 10.1101/2024.02.15.580571
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Blocking insulin-like growth factor 1 receptor signaling pathway inhibits neuromuscular junction regeneration after botulinum toxin-A treatment (2023)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Hiroki、Otani Yoshinori、Tanaka Kazuki、Miyajima Hisao、Ngo Huy Xuan、Fujitani Masashi
  • 雑誌名: Cell Death & Disease 巻: 14 号: 9 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/s41419-023-06128-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MELAS-Derived Neurons Functionally Improve by Mitochondrial Transfer from Highly Purified Mesenchymal Stem Cells (REC) (2023)
  • 著者名/発表者名: Liu Lu、Yang Jiahao、Otani Yoshinori、Shiga Takahiro、Yamaguchi Akihiro、Oda Yasuaki、Hattori Miho、Goto Tsukimi、Ishibashi Shuichi、Kawashima-Sonoyama Yuki、Ishihara Takaya、Matsuzaki Yumi、Akamatsu Wado、Fujitani Masashi、Taketani Takeshi
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 24 号: 24 ページ: 17186-17186
  • DOI: 10.3390/ijms242417186
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] UBE3A deficiency in oligodendrocyte lineage cells causes abnormal myelination. (2023)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Otani, Liu Xinlang, Masashi Fujitani
  • 学会等名: 第129回日本解剖学会総会・全国学術集会