神経接着分子の切断を介した抑制性シナプス制御による精神疾患分子病態の解明

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本研究では、抑制性シナプスにおけるNeuroligin2（NL2）切断の詳細な分子機構及びその機能意義の解明を目指してきた。前年度までに、NL2責任切断酵素としてMT3-MMP（MMP16）を同定し、Mmp16ノックアウト（KO）マウス脳を解析した結果、抑制性シナプス関連タンパク質の発現量が有意に増加していたことから、MT3-MMPは脳内においてNL2を基質とし抑制性シナプスに寄与することを明らかにしてきた。本年度は、NL2切断が抑制性シナプスに与える影響を検討するため、Mmp16ノックダウン（KD）初代培養神経細胞を用いた免疫細胞化学的解析をした。結果、Mmp16KD神経細胞において抑制性シナプス密度の有意な増加が認められた。以上の結果から、MT3-MMPを介したNL2切断は、抑制性シナプスの形成・維持に関与することが明らかとなった。次に、抑制性シナプスにおけるNL2切断機構を明らかにするために、GABAA受容体を刺激したときのNL2切断及び抑制性シナプスに対する変化を検討した。初代培養神経細胞にGABAA受容体アゴニストmuscimolを投与したところ、NL2切断が有意に増加し、広範なMMP阻害剤GM6001との共投与により、NL２切断に対するmuscimolの効果が抑制された。さらにこのとき、抑制性シナプス密度が減少すること、この影響はGM6001の共投与により抑制されることが認められた。また、Mmp16KD神経細胞ではmuscimolによるNL2切断及び抑制性シナプス密度における変化は認められなかった。最後に、Mmp16KOマウスにpentylanetetrazolを投与した結果、痙攣発作に対する抑制効果を示した。即ち、MT3-MMPによるNL2切断は、抑制性シナプスの形成・維持・分解を制御し、その機能異常に起因する神経精神疾患の病態に関与する可能性が示唆された。