自閉スペクトラム症に関連する銅濃度低下が白質形成と社会性行動に及ぼす仕組みを解明
研究成果
本学大学院医歯学総合研究科発達神経科学分野の臼井紀好教授、土井美幸助教、大阪大学大学院医学系研究科神経細胞生物学教室の島田昌一教授、同連合小児発達学研究科分子生物遺伝学研究領域の片山泰一教授、熊本大学生命科学研究部神経精神医学講座の牧之段学教授、福井大学子どものこころの発達研究センター脳機能発達研究部門の松﨑秀夫教授らの研究グループは、自閉スペクトラム症（ASD）者において血漿銅濃度の低下と症状指標との関連を見いだし、その背景にある分子機構をマウスモデルで解析することで、銅欠乏が脳の白質（注1）形成を担うオリゴデンドロサイト（注2）の成熟低下と社会性行動の変化に関わることを明らかにしました。マウスモデルを用いた解析により、銅欠乏によって髄鞘形成が低下するとともに、ミトコンドリアの品質管理機構であるマイトファジー（mitophagy）（注3）の変調と、細胞成長や代謝を制御するmTORシグナル（注4）の抑制が生じることを見いだしました。本研究は、自閉スペクトラム症の病態を微量元素代謝と白質形成の観点から捉える新たな視点を示す成果です。
本研究成果のポイント
- 自閉スペクトラム症者で、血漿銅濃度の低下を認め、症状指標との関連を見いだした。
- 自閉スペクトラム症者で、白質容量の低下を認め、社会性に関わる症状との関連を見いだした。
- 銅欠乏により、オリゴデンドロサイトの成熟と髄鞘形成が低下することを明らかにした。
- その分子背景として、マイトファジーの変調とmTORシグナル抑制が関与することを見いだした。
- 自閉スペクトラム症の病態を、微量元素代謝と白質形成の観点から捉える新たな視点を示した。
- 自閉スペクトラム症の理解を深める新たな手がかりとなることが期待される。
【用語解説】
（注1）白質
脳内で神経線維が多く集まる領域で、主に髄鞘に覆われた軸索から構成されます。脳の各領域をつなぎ、情報伝達を支える重要な構造です。
（注2）オリゴデンドロサイト
中枢神経系に存在するグリア細胞（注5参照）の一種です。神経細胞の軸索を髄鞘で包み、神経情報を速く正確に伝えるうえで重要な役割を担います。
（注3）マイトファジー
細胞内で傷んだミトコンドリアを選択的に分解?除去する仕組みです。ミトコンドリアの品質を維持し、細胞の恒常性を保つうえで重要です。
（注4）mTORシグナル
細胞の成長、代謝、タンパク質合成などを制御する重要な細胞内シグナル経路です。脳の発達や細胞の成熟にも深く関わっています。
研究内容の詳細
自閉スペクトラム症に関連する銅濃度低下が白質形成と社会性行動に及ぼす仕組みを解明（PDF：1MB）
論文情報
【掲載誌】Science Advances
【論文タイトル】Copper deficiency impairs oligodendrocyte maturation and social behavior via mitophagy and mTOR suppression in ASD
【著者】Noriyoshi Usui*, Miyuki Doi, Stefano Berto, Kiwamu Matsuoka, Rio Ishida, Hana Miyauchi, Yuuki Fujiwara, Koichiro Irie, Michihiro Toritsuka, Takahira Yamauchi, Takaharu Hirai, Min-Jue Xie, Yoshinori Kayashima, Naoko Umeda, Keiko Iwata, Kazuki Okumura, Taeko Harada, Taiichi Katayama, Masatsugu Tsujii, Hideo Matsuzaki, Manabu Makinodan, Shoichi Shimada
*責任著者
【doi】10.1126/sciadv.adz3398
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