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2014 年度 実績報告書

発達障害を中心とする精神疾患の生物学的基盤を検証するマウス総合解析システムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 26250024
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

若菜 茂晴  独立行政法人理化学研究所, バイオリソースセンター, チームリーダー (90192434)

研究分担者 掛山 正心  長崎大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (30353535)
古市 貞一  東京理科大学, 理工学部, 教授 (50219094)
山末 英典  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (80436493)
研究期間 (年度) 2014-06-27 – 2017-03-31
キーワードマウス / モデル動物 / 発達障害 / 行動表現型解析 / 自閉症スペクトラム障害
研究実績の概要

ヒト精神疾患において疾患モデルマウスの確立は困難と考えられてきた。しかし、もともと精神疾患の診断は経験主義的な理論と患者の自覚症状の聞き取りによってカテゴリー化されてきたものであり、生物学的証拠に基づく理論は不十分である。最近5大精神疾患のゲノムワイドなデータより遺伝的要因については共有されるものが多いと報告され、精神疾患モデルの検証の必要性が問われている。本研究では精神疾患の生物学的解析基盤の情報を臨床研究へ提供することを目的として、複数の自閉症スペクトラムモデル(ASD)KO マウスについて社会性行動を含む発達障害関連の表現型を解析することを目的とした。NIMH(米国国立精神衛生研究所)によってRDoCが提唱され、これは神経生物学や遺伝学などの科学的知見に基づいて生まれた症状の研究領域基準である。若菜は日本マウスクリニックで行ってきた行動表現型バッテリーを神経生物学基盤に基づくものに再構築し、各行動解析手法がRDoCのどの研究領域基準に当てはまるか検討した。現在、C57BL/6系統を基準系統としてバッテリーを行うことはもちろんのこと、当方で開発したM174(Furuse et al 2010) をポジコンとして用いて検討を行っている。掛山はこのマウスを用いて認知的柔軟性が顕著に低下していることを明らかにした。古市は、独自に開発した自閉症モデルマウスCAPS2マウスでは生後小脳の発達と機能が異常となり、慢性ストレス負荷下のインスリン分泌応答に異常になることを明らかにした。一方、ヒトにおける臨床研究では山末が自閉スペクトラム症当事者において、表情や声色を活用した他者理解の困難、他者の対人的感情を推論する困難を定量的に評価し、その脳基盤として内側前頭前野や島皮質の活性不全を同定した。

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

研究代表者若菜は精神疾患の生物学的解析基盤の情報を臨床研究へ提供することを目的としたマウス発達障害関連表現型解析のバッテリーを構築し、基準系統やポジコン系統(M174 : Furuse et al 2010 )を使ってのデータを収得している。
掛山は社会行動解析システムにとってこちらが開発したM174 を使って認知的柔軟性が顕著に低下していることを明らかにした。
古市はあらたな自閉症候補遺伝子CAPS2のKOマウスでは生後小脳の発達と機能が異常になり、慢性ストレス負荷下のインスリン分泌応答に異常になることを明らかにした。
山末は自閉スペクトラム症当事者において、表情や声色を活用した他者理解の困難、他者の対人的感情を推論する困難を定量的に評価し、その脳基盤として内側前頭前野や島皮質の活性不全を同定した。このように各分担者とも順調に研究が推移しているものと思われる。今後はこれらの結果を総合的に解釈、精神疾患において発達障害を中心としたマウス総合解析システムの構築を目指す。

今後の研究の推進方策

これまで研究代表者若菜は、生物学的解析基盤の情報を臨床研究へ提供することを目的としてあらたな発達障害マウス総合解析システムの構築を行ってきた。本システムがヒト精神疾患の生物学的基盤を明らかにする有効性については、ヒト臨床研究の結果との関係性が示唆されている多くの発達障害モデルマウスについてこのシステムを検証することが必須である。さらに、あらたな社会行動解析システムによって生物学的基盤を強固に検証することが必要である(掛山)。また、古市らが開発したASDモデルマウスにおいても検証しそのメカニズムを明らかにして多くの成功例を上げていきたい。さらには山末の自閉スペクトラム症当事者の研究結果とのヒト臨床データとマウス総合解析システムで得られたデータとの関連性を検証していく。

  • 研究成果

    (35件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 8件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] IRBIT regulates CaMKIIα activity and contributes to catecholamine homeostasis through tyrosine hydroxylase phosphorylation2015

    • 著者名/発表者名
      Kawaai K, Mizutani A, Shoji H, Ogawa N, Ebisui E, Kuroda Y, Wakana S, Miyakawa T, Hisatsune C, Mikoshiba K
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 112 ページ: 5515-5520

    • DOI

      10.1073/pnas.1503310112

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lack of stress responses to long-term effects of corticosterone in Caps2 knockout mice2015

    • 著者名/発表者名
      Mishima Y, Shinoda Y, Sadakata T, Kojima M, Wakana S, Furuichi T
    • 雑誌名

      Scientific Report

      巻: 5 ページ: 8932

    • DOI

      10.1038/srep08932

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxytocin's neurochemical effects in the medial prefrontal cortex underlie recovery of task-specific brain activity in autism: a randomized controlled trial2015

    • 著者名/発表者名
      Aoki Y, Watanabe T, Abe O, Kuwabara H, Yahata N, Takano Y, Iwashiro N, Natsubori T, Takao H, Kawakubo Y, Kasai K, Yamasue H
    • 雑誌名

      Molecular Psychiatry

      巻: 20 ページ: 447-453

    • DOI

      10.1038/mp.2014.74

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxytocin improves behavioural and neural deficits in inferring others’ social emotions in autism2015

    • 著者名/発表者名
      Aoki Y, Yamasue H
    • 雑誌名

      Brain

      巻: 137 ページ: 3073-3086

    • DOI

      10.1093/brain/awv061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sirh7/Ldoc1 knockout mice exhibit placental P4 overproduction and delayed parturition2014

    • 著者名/発表者名
      Naruse M, Ono R, Irie M, Nakamura K, Furuse T, Hino T, Oda K, Kashimura M, Yamada I, Wakana S, Yokoyama M, Ishino F, Kaneko-Ishino T
    • 雑誌名

      Development

      巻: 141 ページ: 4763-4771

    • DOI

      10.1242/dev.114520

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of background mutations and single nucleotide polymorphisms (SNPs) on the Disc1 L100P behavioral phenotype associated with schizophrenia in mice2014

    • 著者名/発表者名
      Arime Y, Fukumura R, Miura I, Mekada K, Yoshiki A, Wakana S, Gondo Y, Akiyama K
    • 雑誌名

      Behavioural and Brain Functions

      巻: 10 ページ: 45

    • DOI

      10.1186/1744-9081-10-45

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Axonal localization of Ca2+-dependent activator protein for secretion 2 is critical for subcellular locality of brain-derived neurotrophic factor and neurotrophin-3 release affecting proper development of postnatal mouse cerebellum2014

    • 著者名/発表者名
      Sadakata T, Kakegawa W, Shinoda Y, Hosono M, Katoh-Semba R, Sekine Y, Sato Y, Saruta C, Ishizaki Y, Yuzaki M, Kojima M, Furuichi T
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9 ページ: e99524

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0099524

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oxytocin improves behavioural and neural deficits in inferring others’ social emotions in autism2014

    • 著者名/発表者名
      Aoki Y, Yahata N, Watanabe T, Takano Y, Kawakubo Y, Kuwabara H, Iwashiro N, Natsubori T, Inoue H, Suga M, Takao H, Sasaki H, Gonoi W, Kunimatsu A, Kasai K, Yamasue H
    • 雑誌名

      Brain

      巻: 137 ページ: 3073-3086

    • DOI

      10.1093/brain/awu231

    • 査読あり
  • [学会発表] 自閉症スペクトラム症におけるオキシトシン薬効発現の脳内メカニズムの探索2015

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市、神戸学院大学
    • 年月日
      2015-03-27
  • [学会発表] 自閉症スペクトラム症の中核症状治療薬開発のためのオキシトシン臨床研究2015

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 学会等名
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会、第92回日本生理学会大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市、神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-03-23
  • [学会発表] Oxytocin-function on brain and its future possibilities for treatment of ASD2015

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 学会等名
      The 1st Biannual International Seminar of Translational Research Center fot Autism
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-01-23
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス小脳をモデルとした生後期の脳発達と遺伝子発現2014

    • 著者名/発表者名
      古市貞一
    • 学会等名
      第51回 群馬大学脳神経発達統御学セミナー、第9回 ASRLDユニット研究セミナー
    • 発表場所
      群馬県前橋市、群馬大学医学部
    • 年月日
      2014-12-05
  • [学会発表] 中枢神経系疾患におけるunmet medical needs-自閉症の治療薬開発-2014

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 学会等名
      第35回日本臨床薬理学会学術総会
    • 発表場所
      愛媛県松山市、ひめぎんホール
    • 年月日
      2014-12-05
  • [学会発表] Neural and behavioral effects of oxytocin on autistic difficulty in social communication2014

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 学会等名
      Oxytocin - Mechanistic Insights and Therapeutic Perspectives
    • 発表場所
      Berlin, Germany
    • 年月日
      2014-11-27
  • [学会発表] 対人コミュニケーションの障害の治療薬開発への脳画像解析の応用2014

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 学会等名
      第20回東京臨床脳画像解析研究会
    • 発表場所
      東京都港区、東京コンファレンスセンター・品川
    • 年月日
      2014-11-22
  • [学会発表] Characterizing behavioral flexibility impairment in mouse models of cognitive deficits induced by N-ethyl-N-nitrosourea mutagenesis and p-chlorophenylalanine2014

    • 著者名/発表者名
      Endo T, Benner S, Ling W, Endo N, Kimura E, Furuse T, Wakana S, Bito H, Tohyama C, Kakeyama M
    • 学会等名
      Neuroscience 2014
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2014-11-19
  • [学会発表] Brain-specific expression of lysosomal-associated membrane protein 5 (LAMP5) gene2014

    • 著者名/発表者名
      Koebis M, Saito Y, Sshinoda Y, Furuichi T
    • 学会等名
      Neuroscience 2014
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2014-11-17
  • [学会発表] Age-dependent redistribution and hypersialylation of the central myelin loop membrane protein Opalin in the mouse brain2014

    • 著者名/発表者名
      Furuichi T, Sato Y, Yoshikawa F, Sadakata T, Sshinoda Y, Koebis M
    • 学会等名
      Neuroscience 2014
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2014-11-16
  • [学会発表] Introduction to the Japan Mouse Clinic and challenging for RDoC matrix based mouse behavior phenotype2014

    • 著者名/発表者名
      Wakana S
    • 学会等名
      ICS Seminar
    • 発表場所
      Illkirch, France
    • 年月日
      2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] Trends in standardization of mouse phenotyping and introduction of the Japan Mouse Clinic2014

    • 著者名/発表者名
      Wakana S
    • 学会等名
      AFLAS Congress 2014
    • 発表場所
      Kuala Lumpur, Malaysia
    • 年月日
      2014-11-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Trends in standardization of mouse phenotyping and the Japan Mouse Clinic2014

    • 著者名/発表者名
      Wakana S
    • 学会等名
      AMMRA-AMPC Student Workshop
    • 発表場所
      Canberra, Australia
    • 年月日
      2014-10-22
    • 招待講演
  • [学会発表] BDNFの分泌と自閉症2014

    • 著者名/発表者名
      定方哲史、篠田陽、古市貞一
    • 学会等名
      第36回日本生物学的精神医学会・第57回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      奈良県奈良市、奈良文化会館
    • 年月日
      2014-10-01
  • [学会発表] 自閉症スペクトラム障害関連の遺伝的な変異や多様性をもった動物モデル2014

    • 著者名/発表者名
      古市貞一
    • 学会等名
      第36回日本生物学的精神医学会・第57回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      奈良県奈良市、奈良文化会館
    • 年月日
      2014-09-30
  • [学会発表] Trends in standardization of mouse phenotyping and introduction of the Japan Mouse Clinic2014

    • 著者名/発表者名
      Wakana S
    • 学会等名
      Korea Institute of Toxicology Seminar
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2014-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Introduction of the Japan Mouse Clinic and challenging of mouse behavior phenotyping2014

    • 著者名/発表者名
      Wakana S
    • 学会等名
      KRIBB Seminar
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2014-09-24
    • 招待講演
  • [学会発表] Trends in standardization of mouse phenotyping and introduction of the Japan Mouse Clinic2014

    • 著者名/発表者名
      Wakana S
    • 学会等名
      Seoul National University Seminar
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-09-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Trends in standardization of mouse phenotyping and introduction of the Japan Mouse Clinic2014

    • 著者名/発表者名
      Wakana S
    • 学会等名
      Samsung Seminar
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2014-09-22
    • 招待講演
  • [学会発表] 成体ニューロン新生におけるCAPS2の役割2014

    • 著者名/発表者名
      柳下香織、篠田陽、古市貞一
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市、パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-09-13
  • [学会発表] Development of Touchscreen-Based Tests for Measuring Behavioral Inhibition in Mice2014

    • 著者名/発表者名
      Okada A, Endo T, Tohayama C, Kakeyama M
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市、パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-09-12
  • [学会発表] 長期増強のシナプス特異性に寄与するプレシナプスタグの探求2014

    • 著者名/発表者名
      齊藤新平、篠田陽、定方哲史、西岡朋生、貝淵弘三、古市貞一
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市、パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-09-12
  • [学会発表] シナプス小胞と有芯小胞における同時イメージング解析2014

    • 著者名/発表者名
      中島柚依、篠田陽、古市貞一
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市、パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-09-12
  • [学会発表] Challenging to RDoC matrix chart in the phenotypes of Grin1Rgsc174 mouse2014

    • 著者名/発表者名
      Wakana S
    • 学会等名
      KOMP2/IMPC Annual Consortium Meeting
    • 発表場所
      Washington DC, USA
    • 年月日
      2014-07-01
  • [図書] 「自閉スペクトラム症の脳画像研究」Clinical Neuroscience2015

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 総ページ数
      vol.33 no.2:192-195
    • 出版者
      中外医学社
  • [図書] 「自閉症スペクトラム障害の脳画像研究」臨床心理学2014

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 総ページ数
      14:337-340
    • 出版者
      金剛出版
  • [図書] 「精神医学領域における扁桃体の脳画像研究」Clinical Neuroscience2014

    • 著者名/発表者名
      山末英典
    • 総ページ数
      vol.32 no.6:656-658
    • 出版者
      中外医学社

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公開日: 2016-06-01  

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