海馬神経細胞ーアストロサイトによる４種類の三者間シナプスの形成機構

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脳には興奮性と抑制性の２種類の神経細胞があり、その軸索終末がそれぞれ同種または異種の神経細胞の樹状突起と接着して４種類のシナプスを形成する。脳神経回路はこの４種類のシナプスによるネットワークによって形成されている。多くのシナプスはアストロサイト微細突起（PAPs）と接着して相互作用しながら三者間シナプスを形成している。また、この相互作用が恒常的で正確なシナプスの伝達と可塑性に関与している。脳の神経ネットワークを理解する上で、これらの４種類の三者間シナプスを形成する接着分子の同定とその機能を解明することは重要である。本年度は、研究代表者が所属する研究室で開発された生体に極めて近い形態を示すアストロサイトと神経細胞のin vitroの共培養系を用いて、興奮性神経細胞の軸索終末、興奮性神経細胞の樹状突起およびPAPsで形成される三者間シナプスの形成機構を解明して公表した（Development, 2023）。この共培養系において、アストロサイトの突起が細かい分枝を形成するためには、神経細胞から放出されたグルタミン酸と、アストロサイトの代謝型グルタミン酸受容体mGluR5の活性化が関与していた。また、興奮性神経細胞の軸索終末には、ネクチン様細胞間接着分子NeclファミリーであるNecl-3が、アストロサイトのPAPsにはNecl-2が発現して互いにトランスに結合してシナプスとPAPsを接着させていた。さらに、Necl-3にトランス結合したNecl-2はグルタミン酸輸送体であるEAAT1とEAAT2およびカリウムイオンチャネルであるKir4.1などの機能分子をPAPsへリクルートしていた。