神経回路形成におけるリン脂質代謝酵素の役割

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ホスファチジルイノシトール4-リン酸5-キナーゼ(PIP5K)とホスホリパーゼD(PLD)の二種のリン脂質代謝酵素の神経突起形成への関与について解析したところ、以下の結果を得た。PIP5Kのアイソザイムの一つであるPIP5Kαをマウス神経芽細胞腫N1E-115細胞に強制発現すると、血清除去により形成されるはずの神経突起が阻害され、球形を保持していた。このPIP5Kαの作用にはPIP5Kのキナーゼ活性が必須であり、PIP5Kαのキナーゼ欠失型変異体(D266A)にはこの効果が認められなかった。さらに、D266Aを強制発現させると、血清存在下で培養しているにもかかわらず非常に長い神経突起が形成された。また、N1E-115細胞において形成された神経突起はリゾホスファチジン酸(LPA)刺激により退縮するが、D266AはLPAによる神経突起の退縮を阻害した。これらの結果から、PIP5Kαは神経突起退縮シグナリングにおいて重要な役割を果たしていることが明らかとなった。一方、現在までにクローニングされているPLDアイソザイム(PLD1とPLD2)野生型およびそれらの活性欠失型を誘導発現できるクロム親和性細胞腫PC12細胞を用いてPLDの神経突起形成・伸長への関与を検討したところ、PLD2を発現させると上皮増殖因子(NGF)による神経突起の形成は非常に顕著に促進された。また、NGFによる神経突起の形成・伸長は、PLD2の活性欠失型変異体の発現およびPLDによるホスファチジン酸の産生を抑制する1-butanolにより阻害された。これらの知見から、PLD2は神経突起の形成・伸長において重要な役割を果たすことが結論づけられる。