中枢神経系ニューロン樹状突起分枝形成のダイナミクスとシグナルの解析

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本研究では、中枢神経系ニューロン樹状突起パターン形成の分子機構とダイナミクスを明らかにすることを目的とし、本年度は以下2つの研究計画を遂行した。(1)小脳顆粒細胞の長期リアルタイムイメージング系を用い、発生時の皮質形成を司るニューロン移動における核輸送の分子機構を解析した。その結果、微小管モーターdyneinの制御因子LIS1は核移動を特異的に制御し、中心体移動には関与しないことが明らかになった。さらに微小管のダイナミクスを追跡し、核移動に関与する微小管の少なくとも一部は中心体に収束しないことを明らかにし、核と中心体が独立に移動するという新しい核移動モデルをPNAS誌に発表した。またCdk5が先導突起からのシグナルを伝え、核移動を制御することを示唆する結果を得た。(2)小脳プルキンエ細胞が小脳矢状面に平板状に展開するメカニズムを解析するため、ウイルスベクターを用いてプルキンエ細胞を特異的に蛍光標識し、樹状突起パターンをグラフィクス化して定量的に解析した。その結果、プルキンエ細胞樹状突起は生後発達過程で一度複数の矢状面に展開してから単一面に再構築されるという大胆なリモデリングを経ることが明らかになった。さらにこのリモデリングはプルキンエ細胞への登上線維の余剰な入力が除去されるのと密接に連動して起こることを明らかにし、小脳回路形成過程で軸索入力のリモデリングと平行して樹状突起パターンの再編成が起こることを実証した。