Cbln4による抑制性シナプスと興奮性シナプス分化制御機構の解明

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シナプス伝達物質GABAが放出される軸索直下には、主に樹状突起上のシャフトに抑制性シナプス後部が誘導され、抑制性シナプス伝達を担うGABAA受容体が、Gephyrinなどの足場タンパク質とともに集積してくるが、同じ一本の樹状突起上に、入力線維の性質に応じて、構造的・機能的に特化したシナプス後部が、樹状突起上の特定の領域に区分されて形成される分子機構についてはいまだに未解明である。申請者らは分泌性シナプスオーガナイザーCblnファミリーの機能を発見してきた。Cblnサブファミリーの一つであるCbln4は、興奮性シナプスのみならず、抑制性GABA作動性神経細胞（SST-Int）にも発現し、本申請研究において作成したHA tag Cbln4トランスジェニックマウスの詳細な検討により、海馬シナプスにおいて嗅内皮質から興奮性の入力を受ける貫通線維－網状分子層シナプスのみならず、CA3錐体細胞との抑制性シナプスにも局在することを見出した。またHACbln4、HACbln1トランスジェニックマウスを用いた解析により、これらCblnファミリー分子は同じ嗅内皮質細胞に発現し、同一の軸索でありながら投射先である海馬においては異なるシナプスにそれぞれが局在していることが見出された。このことはシナプスに放出されたのち異なる受容体に依存しシナプス局在することを示唆し、機能するシナプス種が異なるという可能性が考えられた。Cbln4欠損マウスのCA1錐体細胞における表現型から、Cbln4は興奮性シナプスにおいて、適切なAMPA受容体/NMDA受容体の集積比を制御していることが明らかとなった。しかしながらCbln1欠損マウスにはこのような表現型は見られず、Cbln4欠損マウスの表現型をCbln1によってレスキューできなかったことから、Cbln4に特異的な機能であることが示唆された。