TOPポスター発表
 
自閉症
P2-63
安静時脳機能磁気共鳴画像に対する機械学習の適用をベースとした自閉症スペクトラム障害の神経基盤研究
八幡 憲明1,森本 淳2,橋本 龍一郎3,柴田 和久2,4,川久保 友紀5,桑原 斉6,黒田 美保5,7,山田 貴史3,福田 めぐみ2,8,今水 寛2,笠井 清登9,加藤 進昌3,佐々木 由香2,4,渡邊 武郎2,4,川人 光男2
東京大院・医・ユースメンタルヘルス1,ATR脳情報通信総合研究所2,昭和大学発達障害医療研究所3,ブラウン大学認知言語心理科学4,東京大院・医・児童精神医学5,東京大学バリアフリー支援室6,福島大学・子どものメンタルヘルス支援事業推進室7,ロンドン大学・認知神経科学8,東京大院・医・精神医学9

It has been assumed that abnormal functional connections(FCs)critically underlie the neural mechanism of autism spectrum disorder(ASD). Currently, its diagnosis is dependent on medial interviews using standardized clinical instruments, designed to identify ASD-specific impairments in socio-communication and behavioral flexibility. There has been no effective neurally-defined biomarker that could be used in clinical settings for reliable, quantitative assessment for ASD. Here, we adopted a data-driven, hypothesis-free approach and investigated the whole-brain patterns of FCs using a resting-state functional connectivity MRI(rs-fcMRI)data of 74 adults with ASD and 114 typically-developed individuals acquired at multiple sites in Japan. The present study was approved by the Ethics Committees of the participating institutions and written informed consent was obtained from all the participants. By employing novel machine learning algorithms, we established an rs-fcMRI-based classifier that incorporated a small fraction of all the FCs in the whole brain. This classifier allowed accurate prediction on the diagnoses of the individuals in the data set and this reliability was generalized to the second cohort comprising of different populations in the US. The same set of FCs in the classifier well predicted the results of diagnostic instruments that described the behavioral characteristics of individuals with ASD. Collectively, we have established a reliable rs-fcMRI-based biomarker of ASD that elucidated a direct link between the underlying neural mechanisms and the behavioral characteristics of ASD. The present study was supported by"Development of BMI Technologies for Clinical Application"carried out under SRPBS by MEXT, CREST, KAKENHI 25461752, R01 EY015980 and JSPS.
P2-64
ヒストン脱メチル化酵素GASC1低発現変異マウスが示すヒト精神運動障害様行動異常の発症メカニズム解析
須藤 元輝1,鹿川 哲史1,山口 雄平1,箕輪 あおい1,今野 幸太郎2,渡辺 雅彦2,稲澤 譲治3,田賀 哲也1
東京医歯大・難研・幹細胞制御1,北大大学院・医学研・解剖発生学2,東京医歯大・難研・分子細胞遺伝3

GASC1(別名:JMJD2C、KDM4C)はヒストンH3K9me2/3およびH3K36me2/3の脱メチル化酵素であり、脳での発現が高い。我々は、Gasc1遺伝子低発現変異マウス(以下Gasc1変異マウス)の網羅的行動テストバッテリーを行い、当該マウスがヒト精神運動発達障害を含む精神障害様の行動異常を呈することを明らかにした(本学会で鹿川他が発表)。近年、ヒト自閉症スペクトラム障害(ASD)患者を対象とした連鎖解析においてGASC1遺伝子座を含むヒト9p24.1が疾患連関候補に挙げられたことを考え合わせると、9p24.1領域中の特にGASC1遺伝子機能がヒト精神行動と密接に関わることが示唆された。従って、Gasc1変異マウスを解析することは、ヒト精神運動発達障害を含む精神障害の病因を理解する上で意義深い。そこで、今回、我々はGasc1変異マウスの病態を詳細に解析し、脳におけるGASC1の機能を考察した。まず、Gasc1遺伝子座に挿入したβ-geo遺伝子の発現が主にニューロンに検出されたことから、GASC1は主にニューロンで機能することがわかった。Gasc1変異マウスの海馬ニューロンの形態をゴルジ染色で可視化したところ、CA1錐体細胞のスパイン数に有意な増加が検出された。しかし、Gasc1変異マウスより調製した初代海馬ニューロン純培養系ではシナプス数の有意な増加は認められなかったことから、マウス生体におけるスパイン数の増加はニューロンに内包するGASC1の直接的な作用あるいはニューロン分化時の細胞自立性の要因ではなく、細胞外環境の影響が大きいと推察された。実際にグリア細胞マーカーを調べてみると、Gasc1変異マウスの大脳皮質、線条体、視床など脳の広範な領域でアストロサイト数の増加が検出された。以上の結果より、ニューロンにおけるGasc1遺伝子発現の低下は、ニューロンーアストロサイト間の相互作用を介してスパイン数の増加を引き起こす可能性が示唆された。今後、アストロサイトの異常についても解析を進めることが重要と考えられる。