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自閉スペクトラム症の新たな病態理解を目指した海馬神経回路形成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K27359
補助金の研究課題番号 23H02668 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分48030:薬理学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

佐藤 正晃  北海道大学, 医学研究院, 講師 (90518325)

研究分担者 吉田 隆行  広島大学, 医系科学研究科(医), 准教授 (60374229)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2026年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2025年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2024年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワードイメージング / 社会行動 / 発達障害 / 薬物治療 / マウス
研究開始時の研究の概要

本研究は、生後発達期におけるマウス海馬の神経回路形成メカニズムと自閉スぺクトラム症モデルマウスにおけるその異常を脳活動イメージング、電気生理学や表情解析などの先端技術を用いて明らかにする。自閉スペクトラム症モデルには遺伝要因と環境要因のそれぞれを模倣した複数のモデルを用い、多様な原因と臨床像をもつ自閉スペクトラム症における知見の一般性を検討する。行動、神経回路およびシナプスにわたる異なる階層の生後発達メカニズムを明らかにし、今までにない新しい自閉スペクトラム症の病態理解を目指す。

研究実績の概要

本年度は主に他者に対する感情と記憶に関する研究を進めた。まず正常マウスを用い、頭部固定下の社会相互作用課題時の顔面の表情をコンピュータプログラムで判別し、社会刺激提示時の表情の変化を解析した。実験では、頭部固定した被験マウスの目前にアクリルの箱を設置し、その中にオスまたはメスのマウスやプラスチック製のマウスのおもちゃを提示した。マウスの顔面を赤外線照明下でCCDカメラを用いて撮影し、それぞれの刺激を提示したときの変化を解析した。この成果を2023年12月に神戸で行われた第97回日本薬理学会年会・第44回日本臨床薬理学会学術総会で発表した。
これに加えて、遺伝要因と環境要因に基づく2つの異なる自閉スペクトラム症モデルマウスについて社会記憶を行動課題によって解析し、これらのモデルマウスが異なるタイプの社会記憶異常を示すことを明らかにした。また海馬ニューロンの樹状突起スパイン密度をゴルジ染色で解析し、一方のモデルマウスはスパイン密度の異常を示すが、もう一方のマウスは正常であることを明らかにした。この成果を2023年9月に東京で行われた第53回日本神経精神薬理学会年会と2023年11月に米国ワシントンDCで行われたSociety for Neuroscience Annual Meeting 2023で発表した。
海馬のカルシウムイメージングについては、樹状突起スパインの活動をイメージングする手法を確立した。この成果を2024年3月に北九州で行われた第101回日本生理学会大会のシンポジウム講演で紹介した。

現在までの達成度 (区分)
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

マウスの頭部固定下での社会相互作用時の表情解析系を確立し、1件の国内学会発表を行った。また遺伝要因と環境要因に基づく2つの異なる自閉スペクトラム症モデルマウスの社会記憶の異常を明らかにし、海馬ニューロンのスパイン密度の異常を明らかにした。この成果について1件の国際学会発表と1件の国内学会発表を行った。海馬のカルシウムイメージングについては現在進行中である。この成果について1件の国内学会招待講演を行った。以上のように研究はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

今後は正常マウスと自閉スペクトラム症モデルマウスの表情の違いを明らかにする研究を進める。また生後発達期の海馬のカルシウムイメージングを進める。自閉スペクトラム症モデルマウスにおける社会記憶と海馬ニューロンの形態の異常が明らかになったことから、その機能的なメカニズムを明らかにするために、イメージングに加えて共同研究による電気生理学的な解析を行うことを検討している。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Multiphoton imaging of hippocampal neural circuits: techniques and biological insights into region-, cell-type-, and pathway-specific functions2024

    • 著者名/発表者名
      Mizuta Kotaro、Sato Masaaki
    • 雑誌名

      Neurophotonics

      巻: 11 号: 03 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1117/1.nph.11.3.033406

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Social circuits and their dysfunction in autism spectrum disorder2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Masaaki、Nakai Nobuhiro、Fujima Shuhei、Choe Katrina Y.、Takumi Toru
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: 28 号: 8 ページ: 3194-3206

    • DOI

      10.1038/s41380-023-02201-0

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 海馬認知地図の形成と可塑性のメカニズム2024

    • 著者名/発表者名
      佐藤正晃
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝要因および環境要因に基づいた異なる自閉スペクトラム症モデルマウスにおける社会記憶の異常2023

    • 著者名/発表者名
      佐藤正晃、木村実希、宮本裕也、上田愛、幕内瑞恵、内匠透、吉岡充弘、大村優
    • 学会等名
      第53回日本神経精神薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 頭部固定下で社会相互作用するマウスの表情変化2023

    • 著者名/発表者名
      岩谷優、宮本裕也、吉川雄朗、大村優、佐藤正晃
    • 学会等名
      第97回日本薬理学会年会・第44回日本臨床薬理学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Abnormal social memory in different mouse models of autism spectrum disorder based on genetic and environmental factors2023

    • 著者名/発表者名
      Sato M, Kimura M, Miyamoto Y, Ueda A. Makuuchi M, Takumi T, Yoshioka M, Ohmura Y
    • 学会等名
      Society for Neuroscience Annual Meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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