Research press release


Nature Medicine

Using patient iPS cell-derived neurons to learn about autism

神経発達障害の1つ、ティモシー症候群の患者では、皮質ニューロンの運命と神経伝達物質の発現が変化しているとの報告が寄せられている。この発見を糸口に、この病気の原因となる神経機構が解明できるかもしれない。 ティモシー症候群は自閉症に似た特徴を示し、カルシウムチャネルの過剰な活性化につながる変異が原因となる。 R Dolmetschたちは、ティモシー症候群患者由来の誘導多能性幹細胞からニューロンをつくり、これを、健常な対照群から得たiPS細胞由来のニューロンと比較した。すると、ティモシー症候群からのiPS細胞由来のニューロンでは、脳梁(大脳皮質の両側をつないでいる密集した軸索群)を通って他の領域へと延びる皮質ニューロンに特徴的なマーカーの発現が低下していることがわかった。また、ティモシー症候群患者由来のニューロンでは、神経伝達物質であるノルアドレナリンとドーパミンの生産が増加しており、その原因はこれらを生産する酵素の発現の亢進であることもわかった。この酵素の発現亢進は、カルシウムチャネル阻害剤によって抑制された。 ティモシー症候群にみられる自閉症類似の表現型に、脳でのこのような変化がどのように結びつくのかを解明するには、さらに研究が必要である。

Individuals with Timothy syndrome, a neurodevelopmental disease, have changes in their cortical neuron fate and neurotransmitter expression, reports a paper published this week in Nature Medicine. These findings may begin to explain the neural mechanisms that underlie this disorder. Timothy syndrome includes autism-like features and is caused by mutations in a calcium channel that leads to its over-activation. Ricardo Dolmetsch and colleagues generate induced pluripotent stem cell-derived neurons from individuals with Timothy and compared them iPS-derived neurons from normal control individuals. The researchers found that iPS cell-derived neurons from Timothy syndrome patients had reduced expression of markers characteristic of cortical neurons that project to other areas of the cortex through the corpus callosum — the thick array of axons that connect the two lobes of the cortex together. Timothy syndrome-derived neurons also increased their generation of the neurotransmitters norepinephrine and dopamine due to a rise in the expression of the enzyme responsible for their production. The increase in the enzyme’s expression could be prevented by a calcium channel blocker. Future studies are needed to determine how these changes in the brain would lead to autism-like phenotypes in individuals with Timothy syndrome.

doi: 10.1038/nm2576


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