シナプス発芽を利用したニュ-ロン間選択的結合の形成機構の研究

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神経回路形成時の結合選択性の中で重要なものとして体部位局在及び細胞表面上のシナプスの位置の特異性が挙げられる。我々は、(1)生後1ケ月程度の仔ネコの大脳皮質を片側性に破壊すると、正常では皆無に等しい交差性皮質-赤核投射が発芽によって生ずること及び、(2)この異常な投射が正常な同側性の大脳-赤核投射と同様の体部位局在を示し、(3)さらに正常ネコと同様な細胞表面部位特異性を示すことを見い出した。このことは生後1ケ月程度経過したネコでも、少くとも赤核においては投射の体部位局在及び細胞表面部位局在を決定する因子が発現している可能性を示唆する。本研究の目的はシナプス発芽を利用してこのような神経結合の選択性が生ずる分子機構を明らかにすることである。本年度は我々の昨年度迄の研究によって明らかにした白質中の神経細胞接着抑制因子について、その生体脳における機能的役割を明らかにするためにクライオカルチャ-法(凍結脳切片上で神経細胞を培養する)以下の実験をおこなった。まず、この因子が、細胞接着だけでなく神経突起の成長の調節にも関与しているか否かを明らかにするため、後根神経節細胞を成熟ラット脊髄の切片上で培養してニュ-ライトの伸展を観察した。その結果ニュ-ライトは白質上では殆ど伸びず、灰白質上で選択的に伸展を示した。もしこの因子が生体中での軸索の伸長の制御に関与しているならば、軸索の伸長が著しいと考えられる発達期脳の上では著しいニュ-ライトの伸展や細胞接着が観察される筈である。そこで新生ラットの脊髄の切片を用いて実験をおこなったところ、著しい接着とニュ-ライト伸展が観察された。その他のいくつかの異った条件下で実験をおこなったところ、生体脳中での現象とよく一致する結果を与えた。これらのことはこの因子が、生体中における軸索伸展の制御にも関っている可能性を示唆している。