新規蛋白スパイカーによるスパイン形成制御機構の解明

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樹状突起スパインを構成する蛋白群がどのようにしてスパインへ選択的に集積するかは、スパイン機能を解明する上で非常に重要である。本研究では、ドレブリンに結合する新規蛋白スパイカーのスパイン形成に関する機能を明らかにした。Spikarは非神経細胞では主に核のみに存在するが、神経細胞では細胞質特に樹状突起スパインに強く局在している。非神経細胞におけるSpikarとドレブリンの共発現実験により、Spiakrが細胞質に出現するためには、ドレブリンと結合していることが必要であることが示唆された。次に、神経細胞でのSpikarの機能を探るため、Spikarの発現亢進および抑制実験を行った。まず、Spikarの核移行シグナルにミューテーションを導入したところ、核内への移行が阻止されたことより、この部位が核移行シグナルであると結論されたので、核移行シグナルにミューテーションを入れる事により細胞質のみに存在する性質を有するようになったSpikar変異体mNLS-Spikarを作成し、このコンストラクトを培養8日の神経細胞に発現させ、約1週間後にスパイン数を測定したところスパイン数が有意に増加していた。次に、RNAiを用いてSpikarの発現抑制を行った。培養3日後からSpikarの発現を抑制した神経細胞で約2週間後に解析したところ、フィロポディアおよびスパイン数とmEPSC頻度が有意に減少していた。しかし、mEPSCのアンプリチュードやスパイン内へのドレブリンの集積度には変化がないことが示唆された。したがって、Spikarはシナプス誘導には関与するが、一端できあがったシナプスの維持には関与しないことが示唆された。以上より、Spikarは核では転写調節因子として働き、核外(細胞質)ではシナプス形成誘導に関与している新規蛋白であると考えられた。