脆弱X症候群モデルFmr1-KOマウスにおけるセロトニン経路、パルバルブミンレベル、神経炎症の変化

活動性、多動性、不安、反復行動の増加を示すFmr1-KOマウスの主な表現形質を評価した後（BehaviorNewsletter）、今度は若いFmr1-KOマウスの脳病理学的特徴を評価した。
Fmr1-KOマウスでは、エクソン5のFmr1遺伝子が、ネオマイシン耐性カセットを持つ200以上のCGGリピートで置換されている。
このように、動物は、知的障害の中で最も頻繁に遺伝し、自閉症スペクトラム障害（ASD）の単発性原因である脆弱X症候群をモデル化するための貴重な遺伝学的ツールとなる。
Fmr1-KOマウスにおける疾患関連行動の変化を検証した後、我々は疾患特異的バイオマーカーに焦点を当て、セロトニン情報伝達経路のマーカーであるセロトニントランスポータータンパク質（5-HTT）、介在ニューロンのマーカーであるパルバルブミン（PV）、ミクログリアのマーカーであるIba1、アストロサイトのマーカーであるGFAPのレベルについて、異なる脳領域を評価した。
その結果、7週齢において、Fmr1-KOマウスの尾状後頭葉では、C57Bl/6Jマウスと比較して5-HTTレベルが有意に上昇していた（図1B）一方、大脳皮質と海馬のレベルには変化がなかった（図1A、C）。
同年齢のFmr1-KOマウスのPVレベルを評価した結果、大脳皮質では有意に増加したが（図1E）、尾状被蓋と海馬のレベルは変化しなかった（図1F, G）。
海馬の5-HTT標識と大脳皮質のPV標識の代表画像を図1DとHに示す。図1：7週齢のFmr1-KOマウスとC57BL/6Jマウスにおけるセロトニントランスポータータンパク質（5-HTT）とPVの定量。
大脳皮質における5-HTT発現量（A-C）とパルバルブミン（E-G）（A、
E）、尾状被蓋（B、
F）および海馬（C、
G）におけるパルバルブミン（E-G）。
C57BL/6JおよびFmr1-KOの脳切片のDAPI（青）、海馬の5-HTT（赤、D）または大脳皮質のPV（緑、H）の代表画像。
対応のないt検定。
各群n = 5。
平均値＋SEM。
*p<0.05。
CX、大脳皮質；HC、海馬；PV、パルバルブミン。
さらに、Fmr1-KOマウスにおけるIba1免疫反応性を定量したところ、尾状被蓋（図2B）で有意な増加が認められたが、大脳皮質と海馬では認められなかった（図2A、C）。これは、尾状被蓋における神経炎症のマーカーとして、活性化ミクログリアが著しく増加していることを示している。 Fmr1-KOマウスのGFAP免疫反応性を解析したところ、大脳皮質と尾状被蓋では変化が見られなかったが（図2E、F）、海馬ではGFAPレベルが有意に上昇した（図2G）。
尾状被蓋におけるIba1標識と海馬におけるGFAP標識の代表画像を図2DとHに示す。図2： 7週齢のFmr1-KOマウスとC57BL/6JマウスにおけるIba1とGFAPの定量。
大脳皮質（A、
E）、尾状被蓋（B、
F）および海馬（C、
G)におけるGFAP(E-G)およびGFAP(A-C)のレベルを免疫反応面積(%)で評価した。
C57BL/6JとFmr1-KOの脳切片の尾状被蓋におけるNeuN（青）とIba1（緑、D）、海馬におけるDAPI（青）とGFAP（緑、H）の代表画像。
対応のないt検定。
n=5/群。
平均値＋SEM。
**p<0.01; ***p<0.001。
CPu；尾状被蓋；HC；海馬。
まとめると、これらのデータは、 Fmr1-KOマウスはセロトニンシグナル伝達と介在ニューロンのネットワークが障害され、明らかな神経炎症病態を示すことを示している。
興味深いことに、観察されたすべての病態は高度に領域特異的であり、このマウスは新規ASD化合物の有効性を分析する理想的なモデルである。Fmr1-KOマウスの研究をご希望の方は、今すぐ弊社までご連絡 ください！