研究者らは、自閉症スペクトラム障害 (ASD) に関連する遺伝子がどのように収束して脳のニューロンに影響を及ぼし、特に音に対する感度の向上につながるのかを解明する先駆的な研究に着手しています。この研究は、個人の生活に大きな影響を与える聴覚過敏症に焦点を当て、ASDに寄与する多様な遺伝経路の根底にある可能性のある共通の神経回路機構を特定することを目的としています。
研究チームは、パルブアルブミン陽性（PV+）介在ニューロンの役割を探索し、光遺伝学や生体内電気生理学などの革新的な技術をラットモデルに採用することで、ASDの感覚過敏症に対する新たな治療法や診断ツールへの道を切り開きたいと考えています。
重要な事実
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ASD における共有神経メカニズムの探索: この研究では、さまざまな ASD 関連遺伝子が、特に音の感受性に関連して、同様の方法でニューロンにどのような影響を与えるかを調査しています。
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聴覚過敏症に焦点を当てる: 研究者は、聴覚系に焦点を当てることで、圧倒的な音環境を経験する ASD 患者が直面する課題を理解し、対処することを目指しています。
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潜在的な治療法のための革新的なアプローチ: このプロジェクトは、光遺伝学と電気生理学を使用して、感覚過敏症に対するミノサイクリンのような治療法を開発するという最終目標に向けて、PV+ 介在ニューロンの操作を目指しています。
出典: ベックマン研究所
国立衛生研究所からの200万ドルのR01助成金の支援を受けて、ベックマン先端科学技術研究所のアウアーバッハ研究室は、自閉症スペクトラム障害に関連するさまざまな遺伝子が同様に私たちの脳のニューロンにどのような影響を及ぼし、その結果音に対する感度が高まるかを調査する予定です。
自閉症スペクトラム障害は遺伝的に複雑で、数百もの遺伝子がその発症に関与しています。その結果、自閉症は同様の症状を伴う、孤立した障害の集まりであると結論付ける人もいるかもしれません。
しかし、道路が目的地に近づくにつれて合流するのと同じように、脳機能のあるレベルでボトルネックが存在する可能性があります。ボトルネックとは、異なる遺伝子が脳内で同じ影響をもたらし、最終的には同様の症状を引き起こすポイントです。
「一方には表現型という非常に大きな臨床症状があり、もう一方には大量の遺伝子が相互作用しているのです。」と、主任研究者で分子統合生理学を専門とするイリノイ大学アーバナ大学の助教授Benjamin Auerbach氏は述べています。
「問題は、どうやって地点Aから地点Bに行くのかということです。特に、通る可能性のあるルートは何通りあるのでしょうか?」
Auerbach氏は以前の研究で、ASDに関連する2つの最も一般的な遺伝子変異が、同様の症状を引き起こすにもかかわらず、細胞レベルでは逆の効果を及ぼすことを発見した。助成金によるプロジェクトでは、これらの類似性が神経回路レベルでの共有メカニズムによるものであるかどうかを調査する予定です。
感覚過敏はASDでは一般的であり、個人の生活の質に大きな影響を与える可能性があるため、Auerbach氏と彼のチームは聴覚系に焦点を当てます。
聴覚過敏を経験している人は、音の情報を処理することが困難です。これは、ショッピング モール、学校、公共交通機関などの環境で特に当てはまります。多くの場合、混雑して騒々しいため、過剰な騒音やその他の感覚入力をフィルタリングする必要があります。
聴覚過敏は、身体的に苦痛を伴い、個人の集中力を損ない、環境や他の人々との交流を困難にする可能性があると説明されています。
ニューロンのグループは、興奮性または抑制性のシナプスを介して信号を渡すことによって相互に接続および通信します。興奮性シナプスは信号を増幅しますが、抑制性シナプスは信号を減衰させます。
通常、神経回路内の興奮性シナプスと抑制性シナプスの数の間には正確なバランスが存在しており、不均衡があると過興奮につながる可能性があり、聴覚回路の場合、音の情報が過剰に増幅される可能性があります。
このプロジェクトでは、最も一般的な 2 つの ASD 関連遺伝子変異がこの種の不均衡を引き起こすかどうかをテストします。
このプロジェクトは、潜在的に共有されるメカニズムとして、特定の種類の抑制性介在ニューロン、パルブアルブミン陽性または PV+ 介在ニューロンの調節不全に焦点を当てます。PV+ 介在ニューロンは、興奮性ニューロンの感受性と活動の強力な調節因子です。機能が適切に制御されていない場合、人は通常の音量で他人が知覚する音に対してより敏感になる可能性があります。
研究者らはラットモデルを使用して、脳が音刺激にどのように反応するか、またこれがさまざまなASD関連遺伝子変異によってどのように変化するかを調査する予定だ。研究チームは、生体内電気生理学を使用して、これらのラットモデルの聴覚ニューロン集団からの電気活動を記録する予定です。この活動は、音の再生などの刺激に応じた行動の変化と関連付けることができます。
さらに、このグループは、Beckmanの研究者で比較生物科学および生物工学の助教授であるHoward Grittonと協力して、光遺伝学（光で細胞の活動を制御する方法）を利用する予定です。
特定の脳領域のニューロンは、青色光の存在下で活性化するように操作できます。たとえば、研究者は PV+ ニューロンを標的にして活性化し、これがラットの聴覚過敏症状を軽減するかどうかをテストできます。
PV+ニューロンの活性化が聴覚過負荷を軽減することが示されれば、研究者らはその情報を治療法の開発に利用したいと考えている。たとえば、研究チームは、PV+ 介在ニューロンを操作する薬剤であるミノサイクリンが感覚過敏症の治療法となる可能性があることを示すことを目指しています。
この研究の方法と結果は、感覚の問題の特定と診断にも役立つ可能性があります。音に対するラットの反応を測定するために使用される方法は、臨床試験で使用するために、人間の感覚過敏を定量的に測定するツールの基礎となる可能性があります。
さらに、この研究では、臨床スクリーニングツールとして使用できる感覚過敏のバイオマーカー（この場合はEEGを通じて測定できる脳信号）を特定しようとしています。動物モデルを使用して感覚過負荷に対する潜在的な治療法を特定した過去の研究の多くは、人間にはうまく反映されておらず、そのようなバイオマーカーの発見はこれに役立つ可能性があります。
「その理由の1つは、動物と人間の間を非常に簡単に変換できる行動および電気生理学的バイオマーカーが欠如していることです」とAuerbach氏は述べた。「感覚システムは、その橋渡しをする非常に優れたツールとなる可能性を秘めています。」
この遺伝学と自閉症の研究ニュースについて
著者: Jenna Kurtzweil
出典: Beckman Institute
連絡先: Jenna Kurtzweil – Beckman Institute
画像: 画像は Neuroscience News にクレジットされています。
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