特異的神経回路形成に関与する分子の解析

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嗅球は終脳の吻側端に位置する領域である。発生時に、嗅球の僧帽細胞はその軸索を終脳の尾側に向かって伸長し、終脳古皮質の神経細胞とシナプス連絡する。本年度の研究で、マウス胚の終脳をコラーゲンフィルター上で培養することにより、この嗅球-終脳神経回路がin vitroで忠実に再現できることを明らかにした(投稿準備中)。また、嗅球断片と終脳の様々な領域との組み合わせ培養も行い、嗅球-終脳回路形成には僧帽細胞とその周囲の環境との相互作用が重要であることを示唆する結果を得た。これらの結果より、マウス胚の終脳中には僧帽細胞の軸索伸長を制御する何らかの因子があることが予想される。そこで更にいくつかの培養実験を行い、マウス胚の脳中には僧帽細胞の神経線維伸長を促進する2種類の因子が存在することを見いだした。一つは、終脳古皮質及び新皮質の細胞膜成分に結合した因子で、これらの膜上で嗅球を培養すると非常に長い神経線維が伸長する。終脳皮質膜を蛋白分解酵素で処理するとこの活性が瞬時に失われてしまうことから、この活性因子は蛋白質であると考えられる。また、間脳、中脳あるいは終脳の中でも中隔部や線条体から調製した膜成分には神経線維伸長活性は認められないので、活性因子は終脳皮質に局在しているものと思われる。2つめは、脳に単一細胞培養を行った際に培養細胞上清に含まれるもので、拡散性の因子である。この拡散性の因子は前述の膜結合性の因子とは異なり、終脳、間脳、中脳いずれの領域の細胞の培養上清からも得られる。現在これらの因子について更に解析を進めている。