アクチン動態を制御するCaMKK-CaMKIカスケードの神経機能解明

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本研究計画では、神経細胞培養系にて申請者らが見出した、カルシウム/カルモジュリン依存性蛋白質リン酸化酵素カスケード(CaMKK-CaMKI経路)による樹状突起・軸索伸展制御という細胞現象に着眼し、本酵素の神経回路形成における役割を解明することでカルシウム依存的な神経回路形成の分子機構の一端を明らかとすることを目指す。本年度は、下記の項目についての研究を遂行した。1, 神経回路形成に関わるCaMKIアイソフォームの分子種を探索し、CaMKK-CaMKIgamma経路が樹状突起伸展を、CaMKK-CaMKIa1pha経路が軸索伸展を選択的に制御することを見出した。2, in vivoにおいてより詳細な検討を行うため、統合脳支援活動の支援を受けCaMKIgamma-floxマウスの作出を推進し、キメラマウスを得た。3, 1の突起選択性の発揮には、各酵素の細胞内局在に加えて基質特異性が必要である可能性を見出した4, 大脳皮質初代培養において、CaMKIalphaが興奮性GABAの下流で軸索伸展を制御することを示した。5, 神経活動依存的に発達する脳梁交連繊維軸索発達においても、CaMKIalphaが重要な役割を担うことを明らかとした。