動物研究は、初期の社会的行動の発達に不可欠な遺伝子を特定説(推定)します



人生の初期段階で社会的行動がどのように発達するかについては、ほとんどわかっていません。 しかし、人間を含むほとんどの動物は、社会的に交流したり、他者との絆を形成したりする生来の能力を持って生まれてきます。 そして、それは生涯にわたる成功に貢献します。

現在、新しい動物研究は、基本的な社会的行動の初期の発達に重要な遺伝子を指摘しています.

この研究はまた、胚発生中に特定説(推定)の薬物や環境リスク要因にさらされると、この遺伝子が変化し、自閉症の人に見られるものと同様の社会的行動の変化を引き起こす可能性があることを示唆しています. 驚いたことに、研究者たちは実験薬を使用して一部の効果を逆転できることも発見しました。

この研究は、生命のごく初期の段階で社会性が損なわれる理由を分子レベルで理解するのに役立ちます。 また、これらの動物の社会性を回復し、最終的には人間にも社会性を回復させる可能性のある治療法を探求する機会を与えてくれます.」


Randall T. Peterson, Ph.D.、この研究の代表著者であり、ユタ大学薬学部の学部長

より広義には、彼らの発見は、TOP2a遺伝子が、自閉症のリスクを高めることが知られている遺伝子の大規模なネットワークを制御していることを示唆しています。 それはまた、障害の発症に寄与する遺伝的要因と環境的要因との間のリンクとして機能する可能性がある、とピーターソンは付け加えます.

ユタ大学の健康研究者と全国の同僚によって実施されたこの研究は、Science Advancesの11月23日号に掲載されています。

反社会的動物

科学者たちは、多くの社会的特徴が生まれる前に決定されているのではないかと疑っています。 しかし、このプロセスに関与する正確なメカニズムは不明なままです。 有望な研究分野の 1 つは、社会的行動やその他の特徴や特性が、遺伝子構成だけでなく、どのように、どこで生活しているかによって影響を受けることを示唆しています。

このモデルをテストするために、科学者は胚発生中の環境暴露が社会的行動に影響を与えるかどうかを評価しました。 Peterson と彼の同僚は、ゼブラフィッシュの胚を受胎の 3 日後から 72 時間、1,100 を超える既知の薬物 (20 の胚あたり 1 つの薬物) にさらしました。

研究者らは、1,120 種類の試験薬のうち 4 種類がゼブラフィッシュの社交性を著しく低下させたと判断しました。 これらの薬物にさらされた魚は、他の魚と相互作用する可能性が低くなりました. 4つの薬はすべて、フルオロキノロンと呼ばれる同じクラスの抗生物質に属していることが判明しました. これらの薬は、人の上気道および下気道感染症の治療に使用されます。

科学者が妊娠中のマウスに関連する薬を投与すると、成体になったときの子マウスの行動が異なります。 彼らは正常に見えたにもかかわらず、他のげっ歯類よりも他のマウスとのコミュニケーションが少なく、繰り返し同じ穴に頭を突っ込むなどの反復行為を行っていました。

社交性の基礎

さらに深く掘り下げると、研究者らは、薬物が TOP2a と呼ばれる遺伝子を抑制し、それが人間の自閉症に関与することが知られている遺伝子群に作用することを発見しました。

彼らはまた、自閉症に関連する遺伝子のクラスターが別の共通点を共有していることも発見しました.PRC2と呼ばれるタンパク質のグループに結合する傾向が通常よりも高い. 研究者は、Top2a と PRC2 が協力して多くの自閉症関連遺伝子の産生を制御していると仮定しました。

反社会的行動を逆転できるかどうかを判断するために、研究チームは胚および若いゼブラフィッシュに、PRC2を阻害することが知られているUNC1999と呼ばれる実験薬を与えました. 薬物で治療した後、フルオロキノロンにさらされた魚は他の魚の近くで泳ぐ可能性が高くなり、薬物が社交性の回復に役立つことが実証されました. 彼らは、同じ重要な遺伝子である TOP2a を阻害することが知られている他の薬でも同様の結果を見ました。

「胚のときに脳の発達を阻害することは元に戻せないと思っていたので、本当に驚きました」とピーターソンは言う。 「胚として社会性を発達させていない場合、その機会を逃したことになります。しかし、この研究は、人生の後半にこれらの個人でさえ、入ってきてこの経路を阻害し、社会性を回復できることを示唆しています。」

今後、研究者は、この薬がこの効果をもたらした方法と理由を調査する予定です.

科学者は Top2a 阻害剤である化合物を 4 つしか発見していませんが、証拠は、私たちの環境で他の何百もの薬物や天然に存在する化合物がその活性を阻害できることを示唆しています.

「これらの 4 つの化合物は、胚への曝露で問題となる可能性のある物質という点では、氷山の一角に過ぎない可能性があります」と Peterson 氏は述べています。

ただし、ピーターソン氏は、この研究は動物で行われたものであり、その結果が人間で確認される前に、さらに研究を行う必要があると述べています. したがって、彼は実際のアプリケーションについて結論を出さないように警告しています。

「フルオロキノロンやその他の抗生物質が人間に自閉症を引き起こすという証拠はありません」とピーターソンは言います. 「したがって、抗生物質の使用をやめる理由はありません。この論文で特定説(推定)されたのは、社会的発達を制御していると思われる新しい分子経路であり、さらに調査する価値があります。」

ピーターソン博士に加えて、U of U Health の科学者である Yijie Geng、Tejia Zhang、Ivy G. Alonzo、Sean C. Godar、Christopher Yates、Brock Plummer、および Marco Bortolato がこの研究に貢献しました。 他の参加機関には、シカゴ大学が含まれます。 ボストンのベス・イスラエル・ディーコネス・メディカル・センター。 マサチューセッツ総合病院とハーバード大学医学部。 マサチューセッツ州ケンブリッジのブロード研究所。 およびMDI生物学研究所、メイン州バーハーバー。

ソース:

ユタ大学健康

ジャーナルの参照:

Geng、Y.、他。 (2022) Top2a は、PRC2 と H3K27me3 を介して社会的行動の発達を促進します。 科学の進歩。 doi.org/10.1126/sciadv.abm7069.



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