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自閉症に大きく関連する、今まで見過ごされてきた「小脳」研究

time 2024/05/18

この記事を読むのに必要な時間は約 8 分です。

自閉症に大きく関連する、今まで見過ごされてきた「小脳」研究
  • 小脳の機能が自閉症にどのように関連しているのか?
  • Chd8遺伝子が小脳の機能に及ぼす影響は何か?
  • 小脳の異常が自閉症の症状にどのような影響を与えるのか?

米カリフォルニア大学デービス校の生命科学部の研究者たちが、自閉症における小脳の役割を研究を続けます。

「自閉症を引き起こす脳回路について、より包括的な理解が必要です」

そう、神経生物学、生理学、行動学の准教授であり、神経科学センターおよびUCデービスMIND研究所の研究者であるアレックス・ノードは言います。

「小脳は最近までほとんど見過ごされていた重要な要素です」

ノードは同じく神経生物学、生理学、行動学の准教授であり、神経科学センターの研究者であるディアシノウ・フィオラバンテと協力しました。
彼らは国立精神衛生研究所(NIMH)から助成金を受け取りました。
この助成金は今後2年間で43万5,000ドル(約7000万円)の資金を提供します。

この助成金により、強力な自閉症関連遺伝子であるクロモドメインヘリカーゼDNA結合タンパク質8(Chd8)が、小脳の機能をどのように変えるかを研究することができます。

小脳は身体の動きを制御する重要な部分です。
彼らはこれが自閉症のような行動をどのように引き起こすかを研究します。
彼らの研究は、自閉症研究の2つの新しい傾向を結びつけるものです。

研究者たちは長い間、自閉症がニューロン間のコミュニケーション、特に神経伝達物質が一つのニューロンから別のニューロンへ信号を送るシナプスを調節する遺伝子に関係していると考えていました。
しかし、2010年代初頭から、遺伝子研究は多くの自閉症関連遺伝子が実際には非常に異なる役割を果たしていることを明らかにしました。
それらはシナプスから遠く離れた細胞の核に存在するタンパク質をコードし、DNAのある場所で他の何百もの遺伝子の活動を調節します。

「これは大きな驚きでした」

そう、ノードは言います。
Chd8は、このグループの代表的な遺伝子であり、DNAがどれだけきっちりとまとめられてタンパク質と結びつくかを調節します。
そのため、シナプスの形成と機能を制御する多くの遺伝子を調節する可能性があります。

同時に、自閉症研究の分野を進展させるもう一つの重要な研究領域があります。
科学者たちは自閉症が大脳皮質の変化によって引き起こされると考えていました。
大脳皮質は言葉や顔の認識、「実行機能」—作業記憶の制御、注意のスポットライトを導く、そして選択を行う—を含む様々なタスクを行います。

しかし、2012年に研究者たちは、小脳に軽度の異常があるマウスが他のマウスとの社会的交流の減少など、人間の自閉症に似た行動を示すことを報告しました。

「この発見は、自閉症研究の分野に大きな衝撃を与えました」

そう、フィオラバンテは言います。
以前は、小脳は主に歩行や話す、タイピングなどの身体の動きを調整する役割を担っていると考えられていました。

「小脳に損傷を受けると、深刻な運動障害が生じるため、行動の微妙な変化を見逃してしまう可能性が高かったのです」

しかし、小脳は前頭前野や社会性、気分、感情を調節する辺縁系などの脳の構造と重要なつながりを持っていることが分かっています。
小脳に損傷を受けた人々は、感情や社会的交流において自閉症のような変化を示すことがよくあります。

2017年には、ノードと彼の同僚たちが、これらの興味深い二つの要素を結びつける発見を報告しました。
彼らは、自閉症リスク遺伝子であるChd8が小脳の発達を導くことを発見したのです。

「その発見が私たちのプロジェクトのアイデアを生み出しました」

そう、フィオラバンテは言います。

彼女とノードは隣の研究室で働いていました。
ノードはChd8を研究し、フィオラバンテ氏は小脳を研究していました。

彼らは2021年にNIMHの助成金を申請し、小脳の発達にChd8がどのように影響するかを出生前後のマウスで研究するための資金を得ました。
フィオラバンテは、UCデービスの行動健康センターからも助成金を受け取り、成人マウスでのChd8小脳研究を開始しました。

2021年から2023年にかけてのこれらの助成金を利用した研究で、彼らはマウスのChd8変異が小脳と行動に変化を引き起こし、それが自閉症の人々に見られるものに似ていることを発見しました。

例えば、変異した遺伝子を持つマウスは社会的認知に障害を持っていました。
通常のマウスは、初めて出会うマウスとの交流を好みますが、変異したChd8を持つマウスは既知のマウスや「モノ」に対してより興味を示しました。

新しい助成金を受けて、フィオラバンテとノードは研究を続けます。
通常に発達した小脳を持つ成人マウスで、遺伝子ツールを使用してChd8を破壊し、Chd8の喪失が小脳のニューロンの遺伝子発現や機能をどのように変えるかを研究します。
また、小脳と他の脳領域との間の接続がどのように変わるかも研究します。
さらに、Chd8の破壊が他のマウスとの社会的交流の減少や新しいものへの興味の減少など、自閉症のような行動変化を引き起こすかどうかを研究します。
小脳解剖学の専門家である助手研究員のセサル・カナレスもこれらの研究に参加します。

「これらの実験は、小脳の全体的な役割を明らかにするのに役立つでしょう」

そう、フィオラバンテは言います。
チームはまた、新しい自閉症の療育介入方法を見つけることを期待しています。

自閉症は早期の脳の発達に関係しますが、異常な脳の接続がすでに確立されているため、通常は子供が成長してから診断されます。
これにより、療育介入が難しくなる可能性があります。

これからの研究で、ノードとフィオラバンテは、自閉症で療育介入が有効な期間を延長できるかどうかを探ります。

「発達した小脳でChd8が破壊されたときに行動や神経回路に変化が見られれば、それが治療のターゲットになると分かります」

そう、ノードは言います。
これらの研究は、統合失調症や強迫性障害についても明らかにする可能性があります。
これらの疾患は、この遺伝子に変異がある人々に多く見られるとノード氏は言います。

「この研究は、これらの複雑な病気の病態生理学への分子の手がかり、入り口ともなります」

(出典:米カリフォルニア大学デービス校医学部)(画像:たーとるうぃず)

・自閉症に関連する遺伝子は他の何百もの遺伝子の活動を調節するものだった

・自閉症の症状に「小脳」が大きく関わっている

どちらも、あまり目にしたことがない情報でした。

さらなる研究を期待しています。

困っている子や方たちが、過ごしやすくなることにつながるように。

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(チャーリー)


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