終脳特異的細胞接着分子テレンセファリンによる樹状突起フィロポディア形成の分子機構

樹状突起フィロポディアは発達期の神経細胞に多く見られるダイナミックな構造であり、スパインの前駆体と考えられている。しかしながらその形成・機構、スパインへの移行過程さらにはシナプス可塑性における役割などについてはほとんどわかっていない。テレンセファリン(TLCN)は免疫グロブリンスーパーファミリーに属する細胞接着分子であり、哺乳類終脳の神経細胞(特にスパインを持った神経細胞)に特異的に発現している。これまでに私たちは、TLCNの終脳特異的転写調節機構、樹状突起選択的局在機構などを解明してきた。また昨年度までの本特定領域研究で、TLCNが樹状突起フィロポディア形成を司る重要分子であるという新知見を得た。本年度はTLCNの細胞内領域に結合し、その樹状突起フィロポディア形成機能を担うシグナル伝達分子の探索を、酵母two-hybridスクリーニングにより行った。その結果、ERMファミリーアクチン結合蛋白質群(Ezrin/Radixin/Moesin)がTLCN細胞内領域の膜近傍アミノ酸配列に結合することを発見した。TLCNとERMファミリー分子の結合は、表面プラズモン共鳴法による蛋白質直接相互作用の反応速度論的解析、TLCN誘導発現N2a細胞の免疫染色による共局在解析及び免疫沈降法による複合体形成解析によって確認された。また、活性化型リン酸化ERM蛋白質が海馬初代培養神経細胞の樹状突起フィロポディアに局在することを見出した。さらに、海馬神経細胞に恒常的活性型Ezrinを強制発現させると樹状突起フィロポディア数の増加が、逆にsiRNAによってERM蛋白質発現を抑制すると樹状突起フィロポディア数の減少が観察された。以上の結果から、発達期の神経細胞における樹状突起フィロポディアの形成は、TLCNとERM蛋白質の相互作用によって調節されていると考えられる。

樹状突起フィロポディアは発達期の神経細胞に多く見られるダイナミックな構造であり、スパインの前駆体と考えられている。しかしながらその形成・機構、スパインへの移行過程さらにはシナプス可塑性における役割などについてはほとんどわかっていない。テレンセファリン(TLCN)は免疫グロブリンスーパーファミリーに属する細胞接着分子であり、哺乳類終脳の神経細胞(特にスパインを持った神経細胞)に特異的に発現している。これまでに私たちは、TLCNの終脳特異的転写調節機構、樹状突起選択的局在機構などを解明してきた。また昨年度までの本特定領域研究で、TLCNが樹状突起フィロポディア形成を司る重要分子であるという新知見を得た。本年度はTLCNの細胞内領域に結合し、その樹状突起フィロポディア形成機能を担うシグナル伝達分子の探索を、酵母two-hybridスクリーニングにより行った。その結果、ERMファミリーアクチン結合蛋白質群(Ezrin/Radixin/Moesin)がTLCN細胞内領域の膜近傍アミノ酸配列に結合することを発見した。TLCNとERMファミリー分子の結合は、表面プラズモン共鳴法による蛋白質直接相互作用の反応速度論的解析、TLCN誘導発現N2a細胞の免疫染色による共局在解析及び免疫沈降法による複合体形成解析によって確認された。また、活性化型リン酸化ERM蛋白質が海馬初代培養神経細胞の樹状突起フィロポディアに局在することを見出した。さらに、海馬神経細胞に恒常的活性型Ezrinを強制発現させると樹状突起フィロポディア数の増加が、逆にsiRNAによってERM蛋白質発現を抑制すると樹状突起フィロポディア数の減少が観察された。以上の結果から、発達期の神経細胞における樹状突起フィロポディアの形成は、TLCNとERM蛋白質の相互作用によって調節されていると考えられる。