シナプス形成におけるカドヘリン分子の機能解析

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興奮性シナプスは軸索のvaricosityと樹状突起のspineとの間の細胞間接着構造であり、その形成・維持過程には接着分子が重要な役割を果たしている。代表的な接着分子であるカドヘリン分子はシナプスに局在し、シナプス形成に必要である事が知られている。一方、シナプス構造の維持におけるカドヘリン分子の働きについては知見が少なく、本研究では維持過程におけるカドヘリン分子の機能解析をすすめている。シナプスは接着構造を形成している一方で、spineは分単位の非常に速い形態変化をしている事が知られる。そこで、シナプスの接着構造がどのように保持されているかを確かめるため、海馬スライス培養中の互いに接触している軸索のvaricosityと樹状突起のspineの形態変化を同時に観察した。まず、それぞれの構造を区別して観察するために、CA3領域錐体細胞のvaricosityをローダミンデキストランでラベルし、更にCA1領域錐体細胞のspineをGFPでラベルした。ラベルされたvaricosityとspineの形態は2光子励起蛍光顕微鏡を用いて同時に検出することができた。次に相互に接触している2つの構造の経時観察を行ったところ、varicosityとspineは互いに速い形態変化を起こしながらも接着を保っていた。さらに、強い電気刺激を与えることで樹状突起の形態を大きく変化させたときでも、大部分のvaricosityは樹状突起との接触を維持したままであった。これらの結果からシナプスを形成しているvaricosityとspineは接着構造を維持しつつ形態変化を起こす事が明らかになった。現在、N-cadherinの接着を阻害するように設計されたペプチドを海馬スライス培養に作用させたときにシナプス構造の経時観察を同様に行い、シナプスの接着構造に変化が起きるか解析している。