マウス扁桃体における短縮型ジストロフィンDp140欠損に併う自閉症様病態の解明

小鼠杏仁核中与截短肌营养不良蛋白 Dp140 缺乏相关的自闭症样病理学的阐明

基本信息

批准号：
21J10198
负责人：
橋本泰昌
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kansai Medical University (2022)Tokyo Medical and Dental University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

【研究の目的】デュシェンヌ型筋ジストロフィー（DMD）は、ジストロフィンが欠損することで四肢の筋力や心機能低下だけでなく、脳症状も呈する。ジストロフィンの短いアイソフォームであるDp140は胎生期に高発現し、神経発達分子と関連している。Dp140欠損は、臨床的に自閉スペクトラム症（ASD）および注意欠如・多動症（ADHD）と関連するといわれてきたが、その詳細な病態メカニズムは理解されていなかった。【研究方法】DMD患者と同じ遺伝子変異を有する2種類のDMDモデルマウスを用いて、マウス脳Dp140の欠損および回復における神経病態を評価した。野生型マウス（C57BL/6J）と、マウスDmd遺伝子のエクソン23点変異によりDp427が単独欠損したC57BL/6J-mdx23マウスと、エクソン52欠失変異によりDp427、Dp260（網膜のみ発現）およびDp140が欠損したC57BL/6J-mdx52マウスを用いた。【結果】mdx52マウスでは、社会性行動異常が観察され、扁桃体外側基底核（BLA）にある錐体神経細胞での興奮性シナプス後電流（EPSC）の振幅低下、内側前頭前野からBLAの錐体神経細胞へ投射されるグルタミン酸放出の減少、シナプス前終末にあるグルタミン酸輸送体の小胞型グルタミン酸トランスポーター（VGLUT1）の発現低下、および興奮性シナプス前終末にあるシナプス小胞数の減少を認めた。さらに、エクソン53スキップを誘導するアンチセンス核酸医薬の脳室内投与、またはDp140 mRNA薬のBLA投与で、Dp140を回復させることで、mdx52マウスBLAにおける社会性行動、電気生理学的異常およびVGLUT1発現が改善された。これらの結果から、Dp140がグルタミン酸放出の制御に影響を及ぼすことで、社会性行動に関与している可能性が示唆された。

[研究目的] 杜氏肌营养不良症（DMD）不仅会导致四肢肌力和心脏功能下降，还会因肌营养不良蛋白缺乏而出现脑部症状。 Dp140 是抗肌营养不良蛋白的一种短亚型，在胚胎生命期间高度表达，并与神经发育分子相关。 Dp140缺陷在临床上已被认为与自闭症谱系障碍（ASD）和注意力缺陷/多动障碍（ADHD）相关，但详细的病理机制尚不清楚。 [研究方法]使用与DMD患者具有相同基因突变的两种DMD模型小鼠，评估小鼠大脑Dp140缺陷和恢复的神经病理学。野生型小鼠 (C57BL/6J)、C57BL/6J-mdx23 小鼠（由于小鼠 Dmd 基因的外显子 23 点突变而仅缺乏 Dp427），以及 Dp427、Dp260（仅在视网膜中表达）和 Dp140使用因外显子 52 缺失突变而存在缺陷的 C57BL/6J-mdx52 小鼠。 [结果] 在 mdx52 小鼠中观察到异常的社会行为，包括杏仁核外侧基底核（BLA）锥体神经元的兴奋性突触后电流（EPSC）以及内侧前额叶皮层投射的 BLA 锥体神经元的振幅降低。对神经细胞谷氨酸释放、位于突触前末端的谷氨酸转运蛋白（VGLUT1）表达减少以及兴奋性突触前末端突触小泡数量减少。此外，脑室内给予诱导外显子53跳跃的反义核酸药物或BLA给予Dp140 mRNA药物，通过恢复Dp140来改善mdx52小鼠的社会行为、电生理学异常和BLA中的VGLUT1表达。这些结果表明 Dp140 可能通过影响谷氨酸释放的控制来参与社会行为。