αキメリン遺伝子改変マウスを用いた神経回路形成メカニズムの解析

本研究では、αキメリン遺伝子改変マウスを用いて神経回路の形成メカニズムを明らかにすることが目的である。αキメリンはRac特異的なGTPase activating protein (GAP)であり、エフリンB3→EphA4シグナルがアクチン細胞骨格の制御をするための鍵分子であることが知られている。αキメリンおよびEphA4は皮質脊髄路(CST)軸索に発現し、CST軸索が脊髄正中線にあるエフリンB3陽性グリア細胞に接触するとEphA4→αキメリンのシグナルが活性化し、軸索の正中線交叉を防ぐ。一方、αキメリンは脊髄内の細胞にも発現するが、この脊髄αキメリンがどのような働きをするかは知られていなかった。皮質神経細胞と脊髄に発現するαキメリンの役割を区別するために、皮質と脊髄それぞれの特異的αキメリン欠損マウスを作製し、解析したところ、皮質αキメリン欠損マウスは、予想通り脊髄内でCST軸索の誤った正中線交叉を示した。一方、脊髄αキメリン欠損マウスも同様にCST軸索の誤った正中線交叉を示したが、その理由は不明であった。そこで、脊髄αキメリン欠損マウスの脊髄を詳しく調べたところ、正中線に異常があることがわかった。さらに、それが原因で、CST軸索の誤った正中線交叉が引き起こされることを示唆する結果を得た。正中線にはグリア細胞が存在し、それが軸索を誘因あるいは反発するガイダンス分子を発現し、軸索の交叉、非交叉を規定する。正中線のグリア細胞による反発の分子メカニズムは盛んに研究されてきたが、正中線のグリア細胞自体がどのようなメカニズムでその構造を維持しているのかは不明であった。本研究によって、初めて正中線のグリア細胞の構造維持の一端が明らかになった。また、今回新たに見つかった神経回路形成におけるαキメリンの役割は、これまでに知られていたものと全く異なるものであり、重要な発見であると考える。

本研究では、αキメリン遺伝子改変マウスを用いて神経回路の形成メカニズムを明らかにすることが目的である。αキメリンはRac特異的なGTPase activating protein (GAP)であり、エフリンB3→EphA4シグナルがアクチン細胞骨格の制御をするための鍵分子であることが知られている。αキメリンおよびEphA4は皮質脊髄路(CST)軸索に発現し、CST軸索が脊髄正中線にあるエフリンB3陽性グリア細胞に接触するとEphA4→αキメリンのシグナルが活性化し、軸索の正中線交叉を防ぐ。一方、αキメリンは脊髄内の細胞にも発現するが、この脊髄αキメリンがどのような働きをするかは知られていなかった。皮質神経細胞と脊髄に発現するαキメリンの役割を区別するために、皮質と脊髄それぞれの特異的αキメリン欠損マウスを作製し、解析したところ、皮質αキメリン欠損マウスは、予想通り脊髄内でCST軸索の誤った正中線交叉を示した。一方、脊髄αキメリン欠損マウスも同様にCST軸索の誤った正中線交叉を示したが、その理由は不明であった。そこで、脊髄αキメリン欠損マウスの脊髄を詳しく調べたところ、正中線に異常があることがわかった。さらに、それが原因で、CST軸索の誤った正中線交叉が引き起こされることを示唆する結果を得た。正中線にはグリア細胞が存在し、それが軸索を誘因あるいは反発するガイダンス分子を発現し、軸索の交叉、非交叉を規定する。正中線のグリア細胞による反発の分子メカニズムは盛んに研究されてきたが、正中線のグリア細胞自体がどのようなメカニズムでその構造を維持しているのかは不明であった。本研究によって、初めて正中線のグリア細胞の構造維持の一端が明らかになった。また、今回新たに見つかった神経回路形成におけるαキメリンの役割は、これまでに知られていたものと全く異なるものであり、重要な発見であると考える。