運動が自閉症様行動とシナプス変性を改善する研究成果

図1 運動によって、自閉症様行動が改善される：(A) 3チャンバー試験による社会性行動の評価。ケージメイトまたは新奇マウスを探索した時間を測定し、全体の探索時間における割合を算出した。自閉症モデルマウスでは新奇マウスの探索時間が減少し社会性の低下が見られたが、運動によりコントロールレベルまで上昇した。(B) 毛づくろいの時間の測定による常同行動の評価。自閉症モデルマウスでは毛づくろいの時間が増加したが、運動によりコントロールレベルまで減少した。


図2 運動によって、シナプス密度の増加が抑制される：(A) 上：海馬CA3野におけるプレシナプスおよびポストシナプスの免疫染色画像。下：プレシナプスとポストシナプスの共局在部分をシナプスとした。自閉症モデルマウスではシナプス密度が増加した。(B) 発達期から成体期にかけての海馬CA3野におけるシナプス密度。コントロールマウスにおけるシナプス密度の減少が自閉症モデルマウスでは確認されず、60日齢までシナプス密度が維持されていた。一方、運動をさせた自閉症モデルマウスでは60日齢におけるシナプス密度の増加が抑制された。


図3 運動によって、マイクログリアによるシナプス貪食が促進される：(A) マイクログリア、リソソーム、ポストシナプスの免疫染色画像。マイクログリアがリソソーム内にポストシナプスを取り込み、シナプスを貪食する様子。(B) マイクログリアによるシナプス貪食量。自閉症マウスではコントロールマウスより少ないが、運動により増加した。一方運動によるシナプス貪食の促進は、マイクログリア活性化阻害作用のあるミノサイクリン投与で抑制された。


図4 神経細胞の活性化がマイクログリアによるシナプス貪食を促進する：(A) DREADD発現度合とマイクログリアによるシナプス貪食量の関係。CNO投与により神経活動を促進した群では、DREADD発現度合とシナプス貪食量が正に相関した。(B) 本研究の概要。自閉症ではマイクロクログリアによるシナプス貪食が不全となり過剰なシナプスが残存する。そこで、運動により一部の神経細胞が活性化され神経活動の差が生じると、マイクログリアによるシナプス貪食が促進され、神経回路が正常化される。