嗅神経細胞の軸索投射機構の解明

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マウス嗅覚系において一次嗅覚系における神経細胞の個性は、発現する嗅覚受容体(odorant receptor; OR)の種類により決定され、一群の軸索誘導分子の発現量として軸索末端に提示される。これらOR依存的に転写制御される分子群は、嗅細胞の軸索投射位置を規定し、嗅球における糸球地図形成に重要な役割を果たす。しかしながら、ORに由来するどのようなシグナルがこの神経地図形成に関わるのか、その実体は殆ど解明されていない。糸球地図形成に関しては、胎生期に生じる大まかな軸索投射と、出生前後に神経活動依存的に生じるrefinementの2つのプロセスが知られている。前者は、外界要因に左右されない遺伝的プログラムで決定されるプロセスであり、ORの自立的活性によって制御されていると考えられている。今回、我々はG蛋白質共役型受容体(GPCR)が有するbasal activityが嗅球における神経地図形成に関与する可能性を検討した。我々はβ2-アドレナリン受容体がORと同様に嗅細胞の軸索投射を制御する事を利用して、basal activityに影響を与える一連の変異の投射に及ぼす影響について解析した。その結果、前後軸に沿った嗅細胞の軸索投射位置が、GPCRのbasal activityによって決定されていることが明らかとなった。これらの研究により、OR分子はそれぞれ固有なレベルのbasal activityを持ち、それがcAMPを介して軸索ガイダンス分子の転写量へと変換されることで投射の制御が行われていることが判明した。