成体小脳におけるCbln1を介した神経回路形成過程の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

Cbln1は小脳顆粒細胞から分泌され、平行線維-Purkinje細胞(PF-PC)シナプスの形成を強力に誘導する、新しいタイプのサイトカインである。近年、Cbln1の受容体がDelta2型グルタミン酸受容体(GluD2)とNeurexinであることが明らかになった。しかし、Cbln1を介したシナプス形成がどのような過程を経て起こるのかは未解明である。本研究課題はライブメージングによる動的な観察と、電子顕微鏡によるシナプス微細構造の観察を行い、PF-PCシナプスの形成過程を形態学的に明らかにすることを目的とする。昨年度までに、小脳スライス培養を用い、PF-PCシナプスの形成過程をリアルタイムで可視化することに成功した。その結果、シナプスの形成途上で平行線維から糸状突起状の小突起がのび、Purkinje細胞のスパインを一過性に取り囲むという、大変興味深い現象を発見した。平成23年度は、平行線維小突起が形成される分子メカニズムとして、Cbln1-GluD2の相互作用が必須であることを明らかにした。また、平行線維小突起の生理的意義を明らかにするため、スライス培養のライブイメージングを行った。その結果、平行線維から小突起が伸び、特徴的な環状の構造を作ると、GluD2のスパインへの集積が亢進することを見出した。この結果は、平行線維小突起がスパインを取り囲むことにより、Cbln1-GluD2相互作用を促進し、Positive-feedback制御を介してシナプス後部の成熟を促すことを示唆する。さらに個体レベルで平行線維小突起の機能を明らかにするため、電子顕微鏡による解析をすすめている。