大脳体性感覚野において触覚刺激に依存した発現をするプロテオグリカンの構造と機能

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ニューログリカンC(NGC)は、私達が神経回路網形成期のラット脳において発見した新奇な膜貫通型コンドロイチン硫酸プロテオグリカンである。大脳体性感覚野に存在するバレル構造の形成過程において、視床皮質線維からの入力が開始する時期に一致して、NGCがバレルの内腔から消失していくことから、NGCの発現は神経活動に依存していると考えられる。本研究の目的は、NGCの構造と機能を解明することにより、神経回路形成の分子機構の一断面を明らかにすることである。本年度の成果は、次の通りである。1.抗ラットNGCポリクローナル抗体の作製:ラットNGCコア蛋白の細胞外コンドロイチン硫酸結合領域と細胞内領域を、それぞれ大腸菌に合成させ、それをウサギに免疫した。Western blot分析により、いずれの抗血清も、ラット以外に、ニワトリ、マウス、ネコ、サルおよびヒトの脳ホモジェネート中のNGC相当分子を認識した。2.NGCコア蛋白のリン酸化:リコンビナントNGCコア蛋白の細胞内領域は、ラット脳由来のCキナーゼ(Boehringer)により効率よくリン酸化されたが、カゼインキナーゼII(Boehringer)ではリン酸化されなかった。逆に、コンドロイチン硫酸結合領域は、カゼインキナーゼIIによりリン酸化された。3.ヒトNGC遺伝子のクローニングと染色体座の決定:ヒトNGCは、塩基配列とアミノ酸配列のいずれにおいても、ラットNGCと約83%の相同性を示した。また、NGCの特徴的な構造は両者で完全に保存されていたことから、NGCは発達期の脳における基本的な機能に関わっていると考えられる。なお、NGCの染色体座は、FISH法により3p21.3と決定された。