新しい研究はなぜ自閉症の人が光と音に非常に敏感なのかを説明するかもしれない

自閉症スペクトラム障害を持つ多くの人々は、光、雑音、そして他の感覚入力が非常に敏感です。

マウスでの新しい研究は、この過敏症の根底にあると思われる神経回路を明らかにし、新しい治療法を開発するための可能な方法を提案しています。

マサチューセッツ工科大学(MIT)とブラウン大学の神経科学者は、以前は自閉症と関連していた『シャンク3（Shank3）』と呼ばれるタンパク質を欠いているマウスが、遺伝的に正常なマウスよりもひげへの接触に敏感であることを発見しました。

これらのシャンク3欠損マウスは、体性感覚皮質と呼ばれる脳の領域に過活動性の興奮性ニューロンがあり、これを研究者は、自閉症での過剰反応を説明すると信じています。

現在、感覚過敏症の治療法はありませんが、この感受性の細胞基盤を明らかにすることは科学者が潜在的な治療法を開発するのに役立つと研究者は考えています。

「私たちの研究が、次世代の治療法開発の正しい方向を示すことを願っています。」

と、MITのジェームズ・W・アンド・パトリシア・ポワトラス神経科学教授である、フェン・グオピン氏は述べています。

フェン氏とブラウン大学の神経科学の教授であるクリストファー・ムーア氏は、本日Nature Neuroscience誌に掲載された論文の上級著者です。

そして、McGovern Instituteの科学者であるチャン・チェン氏とブラウン大学のクリストファー・デイスター氏がこの研究の主執筆者です。

励起が多すぎること

シャンク3タンパク質は、シナプスの機能にとって重要です。

これは、ニューロンが互いに通信できるようにする接続機能です。

フェン氏は以前、シャンク3遺伝子を欠くマウスが、社会的相互作用の回避や強迫的で反復的な行動を含む、自閉症に関連する多くの特性を示すことを示しました。

新しい研究において、フェン氏と彼の同僚は、これらのマウスが感覚過敏も示すかどうかを研究し始めました。

マウスの場合、感覚入力の最も重要なソースの1つはひげであり、これは他の機能の中でも特に、感覚を司りバランスを維持するのに役立ちます。

研究者は、ひげのわずかなたわみに対するマウスの感度を測定する方法を開発し、その後、突然変異体を持つ『シャンク3』マウスと通常な「野生型」のマウスを訓練して、ひげに触れたときに信号を送る動作を表示しました。

彼らは、シャンク3が欠落していたマウスは正常なマウスでは気が付かなかったごくわずかなたわみを正確に報告していたことを発見しました。

「これらは、野生型マウスにおいては、はほとんど検出できない弱い感覚入力に非常に敏感です。」とフェン氏は述べました。

「それは、彼らが感覚過剰反応性を持っていることの直接的な兆候です。」

変異マウスが感覚過敏症を経験していることが確認されると、研究者は基礎となる神経活動の分析に着手しました。

分析を行うために、彼らは特定の細胞タイプの神経活動を示すカルシウムレベルを測定できる画像処理技術を使用しました。

彼らは、マウスのひげに触れると、体性感覚皮質の興奮性ニューロンが過剰に活動することを発見しました。

シャンク3が欠落していると、シナプスの活動が低下するため、これはやや驚くべきことでした。

それにより、研究者は、問題の原因は、通常、興奮性ニューロンの活動を低下させる、『抑制性ニューロン』の中のシャンク3が低レベルになることだと仮定しました。

その仮定のもとでは、それらの抑制性ニューロンの活動を減少させると、興奮性ニューロンが抑制されずに進み、感覚過敏につながります。

このアイデアをテストするために、研究者たちは、体性感覚皮質の抑制性ニューロンでのみシャンク3の発現をオフにできるようにマウスを遺伝子操作しました。

彼らが疑ったように、これらのマウスでは興奮性ニューロンがシャンク3の正常なレベルを持っているにもかかわらず、それらが過剰に活動的であることがわかりました。

「体性感覚皮質の抑制性ニューロンのシャンク3のみを削除し、脳と体の残りの部分が正常である場合、これらのマウスで興奮性ニューロンが過活動状態になり、感覚感度が増加するといった同様の現象が見られます。」

と、フェン氏は述べました。

過敏症の逆転

結果は、ニューロン活動の正常なレベルを再確立することがこの種の過敏症を逆転させることができることを示唆するとフェン氏は言います。

「それは、将来どのようにして抑制性ニューロンの活動レベルを調節できるかについての細胞での標的を与えてくれます。これは、この感覚異常を修正するのに役立つかもしれません。」と彼は言います。

マウスに関する他の多くの研究は、自閉症と同様、『脆弱X症候群』や『レット症候群』などの神経障害に『抑制性ニューロン』の欠落を関連付けています。

「私たちの研究は、少なくともこのモデルでは、抑制性欠陥と感覚異常の間の直接的かつ原因となる関連を提供するいくつかの研究のうちのひとつとなります。」

とフェン氏は言います。

「これは、自閉症スペクトラム障害のモデルにおける重要なメカニズムの1つとして抑制性ニューロンの欠落をサポートするさらなる証拠を提供するものです。」

彼は現在、動物の発育中にこれらの障害が発生するタイミングを研究しようとしています。

興奮性ニューロンを抑制することができる既存の薬がありますが、これらの薬は脳全体で使用すると鎮静効果があります。

「まだ明確な目標はありませんが、私たちを導く助けとなる明確な細胞現象があります。」

と彼は言います。

「治療法の開発にはまだ遠いですが、どの方向に向かうべきかを示す『欠陥部分』を特定できたことを嬉しく思います。」

【以下のリンクより引用】

Medical Xpress