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本研究では、小脳プルキンエ細胞の発生における自閉症感受性遺伝子Auts2の生理機能の解析を目的とする。Auts2遺伝子は自閉症や知的障害、統合失調症など、様々な精神発達障害との関連性について示唆される遺伝子であり、大脳皮質や海馬、小脳など高次脳機能を司る脳領域で高発現することが知られている。近年、小脳は自閉症などの精神疾患発症に関連するとの報告があり、古くから知られていた運動制御中枢としてだけでなく、社会性行動などの高次な機能を司る脳領域として注目されている。胎生期大脳皮質においてAuts2遺伝子は細胞骨格系を制御し、細胞移動や神経突起伸長に関与することが報告されているが、小脳におけるAuts2遺伝子の役割は未だ明らかではない。そこで小脳領域でAuts2遺伝子を欠損するマウスを作製し、Auts2遺伝子を高発現する小脳プルキンエ細胞に注目して、解剖学、組織学および電気生理学的解析を計画した。
Auts2遺伝子欠損マウスでは、プルキンエ細胞の樹状突起が異常な形態を示すこと、また、プルキンエ細胞に形成される登上繊維シナプス形成領域の縮小および平行繊維シナプスの過剰形成が観察された。これらの表現型から小脳プルキンエ細胞に形成される２種類の興奮性神経伝達に影響があると推測され、電気生理学的解析を行なった。Auts2ノックダウンされたプルキンエ細胞に対してホールセルパッチクランプ法を用いて興奮性シナプス後電流(EPSC)を測定した結果、平行繊維由来の興奮性シナプス伝達を過剰に受けていると推察される結果を得た。
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