小脳顆粒細胞の形態と移動の極性を司る細胞骨格制御因子の機能解析

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脊椎動物中枢神経系の複雑な回路網形成には、分裂層で誕生した個々のニューロンが細胞移動して正しく配置し、入出力細胞に向かい樹状突起や軸索を発達させることが不可欠である。本研究では、発生中直角な方向転換を挟み、接線移動と放射移動を連続して経験する小脳顆粒細胞をモデルとして、中枢神経系ニューロンの移動と形態の極性を制御する分子機構を明らかにすることを目指した。昨年度までに、転写因子Pax6が顆粒細胞の双極性軸索の伸長と軸索内の細胞移動を司る細胞骨格編成機構の上流にあることを明らかにし、野生型とPax6変異顆粒細胞で差次的に発現する複数の分子をdifferential display法で単離した。これらのうち特に細胞骨格編成に直接関与しうる細胞内シグナル伝達因子に注目して、顆粒細胞の移動と形態の極性調節に関与する細胞骨格編成分子の同定を試みた。顆粒細胞の二相性の極性移動を再構成できる組織片培養系を用い、阻害剤の添加や分子の強制発現を行った結果、Ca依存型PKCの活性を阻害した顆粒細胞で接線移動の速度が有意に減少し、Ca依存型PKCが顆粒細胞の接線移動の制御に関与する事が明らかになった。また培養下の顆粒細胞にGFPを強制発現させ、移動のダイナミクスをタイムラプス共焦点顕微鏡で詳細に追跡した。その結果、顆粒細胞の二相性の移動は、各々将来軸索と樹状突起に分化する性質の異なる先導突起に導かれて起ることが明らかになった。