Functions and mechanisms of action of cell adhesion-related molecules in the formation of the cerebral cortex and synapses

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シナプスは神経伝達が起こる細胞間接着で、神経活動に応じてその伝達効率が変化し、同時に大きさや形態の複雑性が変化する。この現象は学習・記憶の細胞生物学的基盤とされ、シナプス伝達とシナプスの形態形成に関わる分子機構の解明は、学習・記憶をはじめとする脳の高次機能の機構を理解する目的において必須である。脳の海馬歯状回顆粒細胞の苔状線維と呼ばれる軸索の終末とCA3野錐体細胞の樹状突起の近位部との間に形成される苔状線維シナプスでは、上皮細胞のアドヘレンスジャンクションに類似したパンクタアドへレンシアジャンクション（PAJ）と呼ばれる接着装置が良く発達している。研究代表者らは、苔状線維シナプスのPAJにアファディンが集積していることに着目して、本シナプスの形成におけるアファディンの機能の解明を行なってきた。その結果、これまでにアファディンが、前シナプスのアクティブゾーンと後シナプスのシナプス後肥厚部（PSD）の形成を制御していることを明らかにした。その機構を解明する目的で、アファディン結合分子のプロテオーム解析を行い、アファディンのスプライスバリアントで神経特異的短鎖バリアントのs-アファディンに結合するタンパク質としてマギン（Cnksr2）を見出していた。本分子はPSDに存在するタンパク質のPSD-95に結合すること、および、てんかんを伴うX染色体連鎖性知的障害の原因遺伝子であることが知られている。2022年度にかけてマギンの機能の解析を行い、マギンがアファディンと同様にPSDの形成とシナプス伝達を制御していることを解明した（Maruo et al., 2023）。一方、今回作成したマギン遺伝子欠損マウスの検討では、マギンはてんかん誘発に寄与していなかった。この結果は先行研究やヒトの病態とは異なっていた。マギンの欠損によるてんかんの誘発はマギン以外の因子にも影響される可能性がある。