神経回路形成の複数のステップで作用するゼブラフィッシュ・セマフォリンの機能解析

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1)脊髄一次運動神経の軸索ガイド因子sema3A1に対するへの反応性変化の発見トランスジェニック技術により導入した熱ショックプロモーターの制御下にある外来遺伝子を顕微鏡レーザーを用いて誘導する、新しい異所性発現のシステムを確立し、この方法により、一次運動神経の成長円錐が経路上のある地点まではsema3A1によって反発作用を受けるが、それ以降の経路上では反発性の反応を失う、ステージに依存した感受性の変化が起きていることを見いだした。さらにこれに対応したレセプター遺伝子の発現変化が起きていることを発見した。2)軸索ガイド因子sema3A1による側鎖誘導現象の発見と解析上記のsema3A1に反発しなくなった神経成長円錐は、さらに腹側に移動し、sema3A1を一様に発現する筋細胞の領域に進入していく。この領域では軸索の主幹から多数の側鎖が発生し、一次運動神経特有の幅広い領域の神経支配を実現する。本研究により、実際にsema3A1が一次運動神経の筋支配領域において軸索側鎖の形成に関与していることがわかった。またいくつかの予備的な実験より、成長円錐反発と軸索誘導のシグナルは伝達の上でそれぞれが異なった経路を用いていることが推察された。3)展望本研究により、軸索ガイド因子として同定されたセマフォリンが、発生ステージ・周辺の環境に依存して作用のかたちをダイナミックに変化させ、回路形成の複数のステップに働いていることが明らかになった。今後、セマフォリン遺伝子のトランスジェニック・フィッシュを用いたENU変異体のスクリーニングを行うことによって、軸索ガイド因子の生体内での機能にさらに踏み込んでいく予定である。