第17期 内匠 透 教授  (研究生院医学牙科药学综合学科)

世界上第一个成功开发人类型自闭症小鼠模型!

采访了研究生院医学牙科药学综合学科  创生医科学专业  探索医科学教研室 内匠透(Takumi Tooru)教授

(2009.8.17 社会合作与信息政策办公室  宣传小组)

内匠教授领导的研究小组使用人类型自闭症模型小鼠,详细研究了脑内异常,发现在发育期,脑内五羟色胺浓度降低了。另外,因为神经细胞的五羟色胺信号也异常,因此发现发育期五羟色胺异常有可能是社会性行动异常的原因。期待这个研究成果将帮助今后开发以五羟色胺类为主的对自闭症的治疗方法(2010.12.16)。

>研究成果的通知请阅览这里(该链接为日语页面)

日本经济新闻社发布了2009年6月至8月公布的评估主要研究开发成果的“技术趋势调查”(09年度第3次)(2009年10月8日日经产业新闻)。内匠教授对与自闭症有相同染色体异常的模型小鼠的研究综合排名第3,理由是“包括自闭症的发育障碍有增加的趋势,但是发病原因和治疗方法的开发一直没有进展。有了模型小鼠将有可能推动研究”。

获得了颁发给优秀医学论文作者的第46届(2009年度)贝尔茨奖的2等奖。今年的论文专题是“精神疾病-抑郁症和精神病等”,受奖论文是“人类型自闭症模型小鼠的开发”。2009年11月18日,在德国大使官邸举行了颁奖典礼,勃林格殷格翰公司董事长安德烈亚斯・巴纳博士颁发了奖状和奖牌等。

>报导颁奖典礼情景的“通知”请阅览这里(该链接为日语页面)

简介

内匠教授京都大学研究生院医学学科博士课程结业后,经过在美国麻省理工大学,大阪大学医学院,神户大学医学院工作后,到大阪生物科学研究所工作,2008年10月任广岛大学研究生院医学牙科药学综合学科教授。

内匠教授接受过作为分子生物学家的训练,以前成功地鉴定过各种基因。其中也包括现在广为人知的心律不齐,听觉障碍,睡眠觉醒障碍,肌萎缩侧索硬化症(ALS)的致病基因。

另外,还研究大脑功能中昼夜节律(存在于动物,植物,菌类及藻类等几乎所有生物的大约24小时(大约一天)的周期变化的生理现象)的分子结构。

最近的主要研究是诊断标准,但是,精神疾病没有像血液检查和拍片诊断那样能用设备进行客观诊断的方法,因此尝试采用分子生物学的方法进行研究。使用发育工程方法培养的染色体变异小鼠制作人类精神疾病模型小鼠,从事遗传学的分析,探索和分析引起精神行为异常的候补基因,研究“心灵”之病。

开发了与人类自闭症相同的模型小鼠

今年6月内匠教授公布了成功制作了作为自闭症细胞遗传学的异常频度最高的人类染色体15q11-13重复的模型小鼠。

人类基因组破解结束(2000年6月,大约90%左右的概要破解结束)的时候起,关注人类的疾病,逐步积累了研究。最近开始研究开发人为地破坏特定的基因,使其不起作用的基因敲除小鼠。但是这次使用技术上非常难的染色体工程方法,制作了与人类染色体异常有相同异常的小鼠。在这个小鼠身上确认了叫声发育晚(语言障碍),即使环境变化了也还是按照以前记忆的道路持续前进的固执行为。能够证明这个小鼠不仅显示出人类自闭症那样的行为,还有与人类疾病(自闭症)相同原因的世界上第一只人类型模型小鼠。

另外,这只小鼠是现在受关注的基因组上“拷贝数变异(注1)”形成的世界上第一只疾病模型动物。

(注1)人的基因一般来说是一组组地继承来自父母各自的基因组的基因。一般认为,普通人的1个细胞分别有2个拷贝(父亲与母亲)的基因。但是近年来发现了有的人1个细胞只有一个拷贝,或者有3个拷贝以上的基因拷贝(拷贝数变异)。以前的研究得知个人基因有“碱基序列的不同”,但是拷贝数变异是基因“数量不同”,有可能是人类的多样性和疾病的原因,得到了研究人员的关注。这次研究制作了父亲方基因的拷贝数为1.5个拷贝的模型小鼠。

使用染色体工程的方法制作自闭症模型小鼠。
在第7条小鼠染色体上人工构建人类染色体异常的15q11-13

再现一部份自闭症病人常见的染色体异常的基因操作小鼠

 

本研究成果是内匠教授在大阪生物科学研究所主持研究室后,于2001年开始的长期研究的结果。

另外,这也是与英国桑格研究院,京都大学,藤田保健卫生大学,(株)万有制药以及理化学研究所联合研究,文部科学省科学研究费补助金的特定领域研究“脑功能的综合研究”(通称:“综合脑”)项目的成果,发表于2009年6月26日的美国学术杂志『Cell』(医学生物学领域的三大杂志之一)上。

Volume 137的封面是为了祝贺内匠教授的论文刊登于『Cell』,船田奇岑画师(注2)特意画的作品。

(注2)船田奇岑(Kishin FUNADA)是活跃于中央画坛,战后,在广岛专心创作的吴市人日本画家船田玉树的儿子。他的兴趣涉及日本画,现代美术,影像及音响,范围很广。2007年,他的画风得到好评,他的作品装饰了东京丸之内“半岛东京”的大厅和客房。据说这是受作品范围很广,从抽象画到现代画,古典画,留下大量作品的父亲的影响。这位船田为了理解和记住描写物的内部结构,在没有文艺复兴时期的日本美术中,学习逻辑理论建设的基础,因此在本校解剖学和发育生物学教研室当进修生。解剖学和发育生物学教研室在内匠研究室隔壁,有一次偶尔参加研究室之间的恳谈会,促成了船田画师的作品上了『Cell』杂志的封面。

『Cell』的刊登证明

封面照片
分隔花的现实世界(左侧)和自己的世界(右侧)...

什么是自闭症?

自闭症(注3)估计是大脑中枢神经的功能障碍引起的疾病,但是为什么会发生障碍,大脑的哪个部分发生什么障碍等,是什么障碍和机制,至今未明。

以前认为包括自闭症的发育障碍是心灵和环境的问题,是教育领域(残疾儿童教育)研究的对象。作为染色体异常引起的疾病之一,最近才成为小儿精神科的治疗对象。

在幼儿期因父母(监护人)的教育方式不当等而关闭了心灵,或者因生活环境恶劣等错误理解,使父母也非常痛苦。但从1960年代起,随着自闭症的预后研究,家族研究,生物学的研究等各种研究的进展,发现这不是因父母引起的疾病。另外,因电影和电视剧也介绍这个疾病,使这个疾病逐渐得到了社会的认知。

(注3)自闭症一般是大约在3岁之前发病的行为障碍,临床大致可以分为社会相互作用障碍,社会交流障碍,行为固执刻板这3类。

自闭症有增加的趋势

1970年代,日本的每10,000名学龄前儿童中有2至4人得自闭症。日本自闭症协会手册中写道,“有研究指出,狭义的(典型的)自闭症,每1,000名儿童中大约有3人。如果包括广泛性发育障碍(PPD)或自闭症谱系障碍(ASD),则每100名儿童中大约有1人,因此并不是少见的障碍”(2004年“自闭症手册-您知道隔壁的雨人吗?-”)。

教授说,并不是自闭症定义的变化(诊断标准的变化)增加了病人人数,而是因为疾病被一般理解(社会认知),医生提高了对自闭症的理解,以及父母对自闭症的理解,去医院看病的自闭症病人增加,使有可能是自闭症的儿童容易被发现而增加的。

今后的期待

教授说,“发现同卵性双胞胎的,如果一方得自闭症,90%以上都有某种与自闭症相关的异常。同卵性双胞胎也不是都得自闭症,因此也许与环境因素有关,但是显然与基因有关”。

作为精神疾病的特殊性,特别在日本,使用临床病例的研究有难以开展的问题。说到“遗传”好像有不好的印象,但反过来也显示出迄今与生物学分析最不相干的精神功能异常,也与其他许多疾病一样,是可以用“生物学方法”治疗的疾病。

在这个研究成果的基础上进一步加速研究,希望能搞清包括自闭症的发育障碍疾病的病因,并开发出相应药品。

与其它疾病一样,可以通过科学方法进行研究

培养领先世界的研究人员!

教授对在英国桑格研究院的技术帮助,其他机构的合作下获得这个研究成果表示感谢。当笔者问教授在人才培养方面要注意些什么时,教授回答说,首先要构建“世界顶级研究人员交流的环境”和能用“英语交流”。教授还强调说,“派一个人去国内外的研究机构也很重要,但如果能持续聘用世界顶级研究人员,则将会提高整个研究室的水平。要交流当然需要用英语进行交流,所以开会基本上用英语。今后也重视与人的邂逅,进行交流,以实现非“ALL JAPAN”的“ALL HIROSHIMA”,这是我的梦想。我期待能与包括广岛大学在内的国内外有创意的人相识。因此,我打算争取研究经费,尽力构建招聘和培养人才的环境”。

如能用英语进行细致入微的交流那就再好不过了!
 

后记

内匠老师说,“人类基因组计划结束后(2003年4月14日,日美英等6国首脑宣布,人类所有基因信息的破解工作结束),在分子层级发现了许多疾病的病因。但是,精神疾病至今原因未明。自闭症与其他许多疾病一样,也是生物学上的异常引起的。打算用生物学的方法研究儿童的『心灵』问题!”,打算积极开展对自闭症的研究。
小时候他看了地图,“地图好大啊!”,就想当地理学家。但后来看了自己憧憬的野口英世的传记后,决心当科学家,改变了自己的志向,去高复班拼命学习。实现了当科学家的梦想的教授,不仅研究生活,人生道路上也有偶然的邂逅改变了一生的故事。高复班的老师说过,“不管在私生活上还是工作上,与人的邂逅很重要”。教授至今非常重视高复班老师赠送的『邂逅』这个词汇。
大学最重要的就是教学。大学的魅力就是有年轻人。教授说,职业运动员和艺术家不是只要努力就能当得了的。但是,只要努力就能成为将自己的兴趣当作工作的科学家,还能保证有一定的报酬。希望年轻的研究人员不要只向钱看,要有“搞研究太有意思了!”,“要成为一流的研究员!”这样的目标,成为“出色的人”。教授的这番话给笔者留下了深刻印象,让笔者看到了聪慧的教授的高大形象。(O)


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