神経突起の機能的な空間配置を規定する分子メカニズムの解明

プログラム

医学系研究助成　精神・神経・脳領域

所属機関

島根大学

所属部署

医学部　神経・筋肉生理学

キーワード

ニューロン　神経突起　発生

研究結果の概要

それぞれのニューロンに固有の樹状突起の“かたち”は、回路の接続パターンや入力情報の統合などの神経機能に直結する重要な意味をもつ。発生期のニューロンは細胞骨格を伸長・分岐させることで機能的な樹状突起のかたちを構築していく。アクチン制御因子ARP2/3およびその活性化因子N-WASPはアクチン骨格の分岐制御に必須の分子として知られていたが、生体内ニューロンの樹状突起の発達における重要性は明らかにされていなかった。そこで、本研究では小脳プルキンエ細胞をモデルとして、樹状突起形成におけるARP2/3-N-WASP経路の重要性を検討した。まず、培養プルキンエ細胞にARP2/3あるいはN-WASPの特異阻害剤を投与すると樹状突起の発達が強く抑制されることがわかった。さらに、子宮内エレクトロポレーション法によって、生体内プルキンエ細胞に機能阻害型N-WASPを発現させたところ樹状突起の成熟化プロセスが早期に停止し、著しく矮小化することが明らかになった。これらのことから、プルキンエ細胞の樹状突起形成においてARP2/3-N-WASP経路を介した細胞骨格制御が必須の働きをしていることが示された。

公表論文

N-WASP-Arp2/3 signaling controls multiple steps of dendrite maturation in Purkinje cells in vivo
Development 149(23):dev201214 (2022)

Molecular mechanisms regulating the spatial configuration of neurites.
Seminars in Cell and Developmental Biology 129, 103-114 (2022)