神経回路形成における膜型セマフォリン分子の作用機序

私達は神経反発因子として同定されているセマフォリン分子のうち、膜型セマフォリン分子であるSema4Dが胎生期知覚神経節ニューロンに発現し神経成長因子依存的に神経突起伸長を促進することをこれまでに明らかにした。しかしながら海馬では反対に突起短縮作用を示すことが報告され、何故そのような作用の差が生じるのか不明である。これまでの私達の結果から1)神経成長因子NGFおよびその受容体や低分子G蛋白質の関与が突起伸長作用に関与することが示唆されたので、その分子機構について再構成系を用いて検討した。その結果、Sema4D受容体とNGF受容体が直接結合し、Sema4D受容体の活性化が神経成長因子受容体シグナルを増強し持続していることが判明した。この結果からSema4Dが示す海馬ニューロンに対する神経反発作用と、末梢神経である知覚神経節ニューロンに対する突起伸長作用との違いはNGF受容体の発現の差により生じることが考察された。Sema4D受容体であるプレキシンには低分子GTP結合蛋白質Rac1あるいはその活性化酵素(PDZ-RhoGEF)が直接結合し,細胞骨格シグナル系であるRhoを活性化する。このPDZ-RhoGEFはGPCRを介する三量体Gタンパク質からの情報も伝達できる構造を有していて、脳の複雑な細胞間シグナル伝達に寄与し、神経突起やシナプスの伸長・退縮調節に関与すると考えられる。2)私達はRhoを活性化する分子、LPAシグナルがGPCRであるLPA受容体とPDZ-RhoGEFと結合していること、3)LPAによるRhoの活性化に重要な役割を果たしていることを明らかにした。LPA受容体の特徴的な発現パターンから神経細胞の移動や回路形成に関与することが示唆された。

私達は神経反発因子として同定されているセマフォリン分子のうち、膜型セマフォリン分子であるSema4Dが胎生期知覚神経節ニューロンに発現し神経成長因子依存的に神経突起伸長を促進することをこれまでに明らかにした。しかしながら海馬では反対に突起短縮作用を示すことが報告され、何故そのような作用の差が生じるのか不明である。これまでの私達の結果から1)神経成長因子NGFおよびその受容体や低分子G蛋白質の関与が突起伸長作用に関与することが示唆されたので、その分子機構について再構成系を用いて検討した。その結果、Sema4D受容体とNGF受容体が直接結合し、Sema4D受容体の活性化が神経成長因子受容体シグナルを増強し持続していることが判明した。この結果からSema4Dが示す海馬ニューロンに対する神経反発作用と、末梢神経である知覚神経節ニューロンに対する突起伸長作用との違いはNGF受容体の発現の差により生じることが考察された。Sema4D受容体であるプレキシンには低分子GTP結合蛋白質Rac1あるいはその活性化酵素(PDZ-RhoGEF)が直接結合し,細胞骨格シグナル系であるRhoを活性化する。このPDZ-RhoGEFはGPCRを介する三量体Gタンパク質からの情報も伝達できる構造を有していて、脳の複雑な細胞間シグナル伝達に寄与し、神経突起やシナプスの伸長・退縮調節に関与すると考えられる。2)私達はRhoを活性化する分子、LPAシグナルがGPCRであるLPA受容体とPDZ-RhoGEFと結合していること、3)LPAによるRhoの活性化に重要な役割を果たしていることを明らかにした。LPA受容体の特徴的な発現パターンから神経細胞の移動や回路形成に関与することが示唆された。