脳のエネルギー産生に関わる遺伝子が認知障害治療の標的となる可能性(Gene Tied to Energy Production in Brain Could Lead to New Treatment for Cognitive Disorders)

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2026-06-18 バッファロー大学(UB)

米国バッファロー大学の研究チームは、転写因子をコードする遺伝子 NPAS3(Neuronal PAS Domain Protein 3) が、脳の発達と健康維持において極めて重要な役割を果たしていることを明らかにした。NPAS3はこれまで統合失調症、自閉スペクトラム症、双極性障害などの精神・神経疾患との関連が指摘されていたが、その詳細な機能は十分に理解されていなかった。研究ではゲノム解析や分子生物学的手法を用いて、NPAS3が神経細胞の発達、シナプス形成、神経回路の維持に関与する多数の遺伝子を統括的に制御していることを示した。また、NPAS3機能の異常は神経発達や脳機能に広範な影響を及ぼし、精神疾患や認知機能障害の発症リスクを高める可能性が示唆された。研究成果は、脳疾患の分子基盤に関する理解を深めるとともに、将来的な診断マーカーや治療標的の開発につながる重要な知見を提供する。特に、単一遺伝子の作用ではなく、神経機能に関わる大規模な遺伝子ネットワークの制御因子としてNPAS3を位置づけた点に大きな意義がある。

脳のエネルギー産生に関わる遺伝子が認知障害治療の標的となる可能性(Gene Tied to Energy Production in Brain Could Lead to New Treatment for Cognitive Disorders)
The gene NPAS3 controls how brain support cells, or astrocytes, generate energy in their mitochondria (shown here). This energy production is necessary for normal thinking, learning and memory.

<関連情報>

NPAS3によって制御されるアストロサイトのミトコンドリア生体エネルギーは認知機能に必要である NPAS3-regulated astrocyte mitochondrial bioenergetics is required for cognition

Kateryna Murlanova, Ksenia Novototskaya-Vlasova, Shovgi Huseynov, Olga Pletnikova, […] , and Mikhail V. Pletnikov
Science Advances  Published:17 Jun 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adt2527

Abstract

The basic helix-loop-helix transcription factor neuronal PAS (Per, Arnt, Sim) domain protein 3 (NPAS3) provides transcriptional regulation of metabolic pathways and is highly expressed in astrocytes. NPAS3 variants have been associated with cognitive dysfunction under several neuropsychiatric conditions, but the underlying brain cell type–specific mechanisms remain obscure. Here, we report that NPAS3 is a key regulator of mitochondrial bioenergetics in astrocytes in the mouse brain. Selective deletion of Npas3 in mature astrocytes decreases expression of mitochondrial glutamate carrier 2 involved in glutamate oxidation, leading to reduced oxidative phosphorylation and lactate production in astrocytes. This deficit reduces intrinsic excitability, dendritic spine density, and excitatory synaptic transmission of medial prefrontal cortex (mPFC) pyramidal neurons. Mice with Npas3-deficient mPFC astrocytes exhibit impaired trace fear conditioning, which is rescued by lactate treatment. Thus, the present study demonstrates a mechanistic link between NPAS3-dependent astrocyte mitochondrial bioenergetics and cognitive function and provides insights for glia-targeting treatment of cognitive dysfunction in neuropsychiatric disease.

医療・健康
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