Shank3Bマウスの両性間における行動特性の描写に関する研究

研究背景

自閉症スペクトラム障害（ASD）は、社会性と反復的行動の異常を特徴とする複雑な精神疾患群です。Shank3B変異ASDマウスモデルは研究で広く使用されていますが、このモデルの行動表現型は完全には解明されていません。本研究では、3次元モーションキャプチャーシステムと線形判別分析を用いて、雄性と雌性のShank3B変異マウスの行動パターンを包括的に記録・分析し、両性がASDの中核症状と随伴症状を再現し、顕著な性差があることを発見しました。さらに、Shank3Bヘテロ欠損マウスは、野生型およびホモ欠損マウスとは明らかに異なる自閉症行動を示しました。これらの発見は、自閉症研究に両性を含めること、および臨床的に関連するヘテロ遺伝子改変モデルを効率的に特徴付けるための実験的アプローチの使用を支持しています。

論文出典

本研究は劉婧婧、葉家琳、計春園、任文穎、何友偉、徐富強、王峰らによって行われ、『神経科学公報』（Neurosci. Bull.）に掲載されました。論文は2023年11月20日に受理され、著者の所属機関は中国科学院深圳先進技術研究院、深港脳科学イノベーション研究院、中国科学院大学です。

研究詳細

実験手順

実験には12-16週齢のShank3Bヘテロ欠損、ホモ欠損、および対応する野生型マウス114匹が含まれました。3次元モーションキャプチャーシステムを用いてマウスの自発的行動データを収集し、16の主要な身体部位を追跡してマウスの骨格を再構築しました。非監督クラスタリング法を用いて40種類の行動動作を識別し、行動マッピングツールを使用してこれらの行動動作をさらに13の主要な行動移動に細分化し、5つの行動クラスターに対応させました。

研究結果

研究により、異なる遺伝子型のShank3B変異マウスが両性間で異なる自発的行動特性を示すことが明らかになりました。KO（ノックアウト）マウスは両性で歩行や跳躍などの運動が顕著に減少し、毛づくろい（ASDの常同行動を表す）行動が増加しました。ヘテロマウスは両性でKOマウスとは異なる行動特性を示し、顕著な毛づくろいの増加と運動の減少が見られました。分析により、性差は異なる遺伝子型のマウス間で見られ、特にWT（野生型）で最も顕著でした。

結論と意義

研究結果は、雌雄両方のマウスを含む研究が、Shank3B変異マウスの行動データをより包括的に提供するだけでなく、ASD研究の転換効率を向上させる可能性があることを示しています。この研究は、遺伝子型と表現型の間の相関関係を理解し、ASD動物モデルにおける異なる性別の神経病理学的メカニズムを発見するのに役立ち、Shank3B関連ASD患者の病理メカニズムのより深い理解に貢献するでしょう。

研究のハイライト

• 3次元モーションキャプチャーシステムの導入により、研究者はマウスのより広範な行動動作スペクトルを捉えることができました。
• 研究には両性のShank3Bマウスが含まれており、ASDの行動特性における性別の影響をより包括的に理解するのに役立ちます。
• ヘテロマウスの包含により、実験モデルが臨床ASD症例により近くなり、研究の臨床的関連性が向上しました。