社会行動制御に関わる神経細胞の単一細胞レベルの解析及びその活動操作の基盤技術開発

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K21464
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 中澤 敬信 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (00447335)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2022-03-31
• キーワード: 自閉スペクトラム症 / 社会行動 / 疾患モデルマウス / 単一細胞解析

研究実績の概要

自閉症は、社会的関係等に障害が認められる頻度が高い神経発達障害の1つである。病態の分子メカニズムはほとんど不明であり、多数の患者を説明できる明確な分子病因は同定されていない。本研究では、野生型マウスおよび申請者が独自に開発した妥当性の高いヒト型自閉症モデルマウス群を用いて、単一細胞レベルの解析を実施し、社会行動の制御に関わる神経細胞の機能解析、および社会行動を制御する神経回路の同定および同定した回路の操作の基盤技術を開発することを目的としている。本年度は、POGZ変異マウスにおける社会行動異常の分子メカニズムを明らかにするため、神経細胞の活動の操作実験を実施した。これまでの研究で前帯状皮質神経細胞の過剰な活動が社会行動異常と関連することが示唆されていたため、社会行動により活性化された前帯状皮質神経細胞の活動を神経活動を制御可能な人工受容体を用いるDREADD法によって抑制した。その結果、野生型マウスにおいては、社会行動により活性化された前帯状皮質神経細胞の活動を抑制することにより、社会行動が低下することが明らかになった。この結果は、前帯状皮質の一部の神経細胞の活動が社会行動の制御に重要であることを示唆している。POGZ変異マウスを用いて同様の実験をしたところ、社会行動に変化はなかったことから、社会行動により活性化された前帯状皮質神経細胞をさらに詳細に調べ、特性により分類していくことが必要であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Oxytocin ameliorates impaired social behavior in a mouse model of 3q29 deletion syndrome (2022)
  • 著者名/発表者名: Takemoto Tomoya、Baba Masayuki、Yokoyama Kazumasa、Kitagawa Kohei、Nagayasu Kazuki、Ago Yukio、Seiriki Kaoru、Hayata-Takano Atsuko、Kasai Atsushi、Mori Daisuke、Ozaki Norio、Takuma Kazuhiro、Hashimoto Ryota、Hashimoto Hitoshi、Nakazawa Takanobu
  • 雑誌名: Molecular Brain 巻: 15 ページ: 26
  • DOI: 10.1186/s13041-022-00915-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autism-associated ANK2 regulates embryonic neurodevelopment (2022)
  • 著者名/発表者名: Kawano Shotaro、Baba Masayuki、Fukushima Hotaka、Miura Daiki、Hashimoto Hitoshi、Nakazawa Takanobu
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 605 ページ: 45～50
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2022.03.058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modeling schizophrenia with iPS cell technology and disease mouse models (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa Takanobu
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 175 ページ: 46～52
  • DOI: 10.1016/j.neures.2021.08.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple alterations in glutamatergic transmission and dopamine D2 receptor splicing in induced pluripotent stem cell-derived neurons from patients with familial schizophrenia (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Kana、Kuriu Toshihiko、Takuma Kazuhiro、Ono Fumihito、Matsumoto Naomichi、Hashimoto Ryota、Hashimoto Hitoshi、Nakazawa Takanobu
  • 雑誌名: Translational Psychiatry 巻: 11 ページ: 548
  • DOI: 10.1038/s41398-021-01676-1
  • 査読あり
• [学会発表] 胎生期の脳発達における自閉スペクトラム症関連遺伝子産物ANK2の機能解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 河野 翔太郎、馬場 優志、福島 穂高、三浦 大樹、橋本 均、中澤 敬信
  • 学会等名: 日本薬学会第１４２回年会
• [学会発表] 環境エンリッチメントがマウス脳機能に与える影響及びその分子メカニズム (2022)
  • 著者名/発表者名: 秋本 祐弥、奥山 灯、福島 穂高、三浦 大樹、中澤 敬信
  • 学会等名: 日本薬学会第１４２回年会
• [学会発表] 自閉スペクトラム症関連遺伝子産物ANK2の脳発達における機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 河野 翔太郎, 馬場 優志, 橋本 均, 中澤 敬信
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会
• [学会発表] "POSTSYNAPTIC STRUCTURE FORMATION OF HUMAN IPS CELL-DERIVED NEURONS TAKES LONGER THAN PRESYNAPTIC FORMATION DURING NEURAL DIFFERENTIATION IN VITRO" (2021)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Togo, Hayato Fukusumi, Tomoko Shofuda, Hiroshi Ohnishi, Hiroyuki Yamazaki, Mariko K. Hayashi, Nana Kawasaki, Nobuyuki Takei, Takanobu Nakazawa, Yumiko Saito, Kousuke Baba, Hitoshi Hashimoto, Yuko Sekino, Tomoaki Shirao, Hideki Mochizuki, Yonehiro Kanemura
  • 学会等名: International sympoium Tokyo 2021, ISSCR
  • 国際学会
• [学会発表] Overexpression of VIPR2 in neurons causes defects in dendritic growth and cognitive impairment (2021)
  • 著者名/発表者名: Tatsunori Miyaoka, Lu Chen, Mei Yamada, Daichi Koan, Satoshi Asano, Kenji Ishimoto, Shinsaku Nakagawa, Atsuko Hayata, Takanobu Nakazawa, Akihiro Harada, Hitoshi Hashimoto, James A. Waschek, Yukio Ago
  • 学会等名: 7th Congress of AsCNP 2021
  • 国際学会
• [学会発表] iPS細胞関連技術とヒト型疾患モデルマウスを用いた精神疾患の分子病態研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中澤敬信
  • 学会等名: 第117回 日本精神神経学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] iPS細胞関連技術とヒト型疾患モデルマウスを用いた精神疾患のトランスレーショナル研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中澤敬信
  • 学会等名: 第43回日本生物学的精神医学会・第51回日本神経精神薬理学会合同年会 BPNP
  • 招待講演