神経軸索成長過程における脂質ミクロドメインの機能解析

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伸長過程にある軸索突起の先端部(成長円錐)は、細胞外環境に存在するガイダンス分子を認識し、軸索突起を正確な方向へと誘導・牽引する。ガイダンス分子は、隣接あるいは遠隔部位に存在する他の細胞から産生・放出され、成長円錐に発現する受容体に結合して軸索の伸長速度と方向を制御する。これまでに存在が確認された軸索ガイダンス分子のすべてはタンパク質であり、非タンパク性因子による軸索ガイダンスは見過ごされていた。我々は、細胞外に放出された脂質分子が軸索の伸長方向を制御することを発見し、タンパク性因子のみでは説明不可能な軸索ガイダンス機構が存在することを明らかにした。現在、培養神経細胞に対してガイダンス分子として機能しうる2種類の脂質分子を同定し、そのうち1種は発生段階の神経組織に存在するグリア系細胞に発現することを確認した。グリア系細胞に発現する本脂質は細胞外に放出され、成長円錐の移動方向を制御することが示唆された。中枢神経組織内での本脂質の発現は濃度勾配を示し、軸索突起は高濃度部位を避ける方向に伸張する。また、培養した脊髄感覚神経の軸索成長円錐の近傍に本脂質の微小濃度勾配を作成すると、成長円錐は濃度勾配を下る方向に移動した(軸索突起が反発された)。本実験系での成長円錐近傍の脂質濃度は数百ピコMであり、驚くほど低濃度で作用する生理活性の極めて高い分子であることが判明した。このように、本脂質はグリア細胞と神経細胞間の情報伝達を担い、軸索ガイダンス分子として神経回路網の形成を制御することが示唆された。