神経細胞内トラフィック機構解明へ向けてのin vivo解析システムの開発と応用

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本課題は、(1)神経細胞の極性・トラフィッキング機構の研究のためのin vivoシステムの開発、(2)終脳特異的細胞接着分子テレンセファリン(TLCN)の樹状突起選択的ソーティングシグナルの同定を目的とする。平成16年度の研究で、(1)L7プロモーターを用いたトランスジェニックマウスシステムによるin vivo神経細胞内トラフィック機構解析システムを確立し、(2)本システムを用いて、TLCNの樹状突起選択的局在へのC末端領域17アミノ酸(Pheモチーフ)が必要であることを発見した。平成17年度においては以上の知見をさらに発展させ、以下の成果を得た。(1)TLCNのC末端PheモチーフをCD8に融合させ(CD8/TLCN)、小脳プルキンエ細胞に発現させたところ、樹状突起選択的局在を誘導することができた。この結果から、TLCNのPheモチーフが、樹状突起への選択的ソーティングの十分条件となることが明らかとなった。(2)TLCNの終脳特異的遺伝子発現プロモーターを用いて、CD8あるいはCD8/TLCNを海馬歯状回顆粒細胞、線条体神経細胞などに発現するトランスジェニックマウスを作成した。CD8は神経細胞の軸索、樹状突起ともに存在したが、CD8/TLCNはすべての発現細胞において樹状突起選択的局在を示した。このことからTLCNのPheモチーフは様々な神経細胞で普遍的に機能することがわかった。(3)神経細胞と上皮細胞において共通の蛋白質ソーティング機構の存在が示唆されている。しかしながら、培養上皮細胞(MDCK細胞)においてはTLCNのPheモチーフがbasolateral膜への蛋白質移行を誘導することは認められなかった。以上の結果より、TLCN蛋白質C末端の配列は、神経細胞にユニークかつ普遍的な新たなソーティングシグナル(Pheモチーフ)であることが証明された。