臨界期可塑性におけるホメオ蛋白質の作用機構

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幼年期の脳には、個々の経験に応じて、集中的に回路網を作る「臨界期」がある。臨界期の経験に応じて、知覚や母国語の習得にまつわる回路網が形成され、個性として生涯維持されると考えられる。なぜ臨界期は若い脳に現れ、大人の脳に現れないのか。本研究は、マウスの視覚をモデルに、臨界期のメカニズムを明らかにすることを大きな目的としている。これまでに、胎生期に脳をつくるホメオ蛋白質が、幼年期に視覚の臨界期を誘導することが明らかとなった。Otx2ホメオ蛋白質は、大脳皮質の抑制性介在ニューロン(PV細胞)の発達を促し、臨界期を制御する。胎生期の研究から、ホメオ蛋白質は転写だけでなく翻訳も制御することが示唆されている。生後の脳においても、ホメオ蛋白質は経験に応じて遺伝子発現カスケードを導き、臨界期の分子環境を体系的に整える可能性がある。まだプレリミナリーデータではあるが、Otx2の標的候補遺伝子、アクチン結合蛋白質Coactosinについて興味深い結果が出始めている。Coactosinは、アクチンの脱重合を抑制し、安定化する働きを持つことが示唆されている。一方、」pubmed検索結果が2ページほどの未知分子であり、生後脳における働きは全く分かっていない。ごく最近、Otx2変異マウスを用い、臨界期視覚野からのウエスタンブロットを行ったところ、Coactosinの発現がOtx2変異マウスで顕著に減少していることが分かった。そこで、臨界期前後の視覚野におけるCoactosinの局在を抗体染色により解析すると、生後齢にともなって発現が増加するのが観察された。特に、成体の視覚野において、CoactosinはPV細胞に強く局在しており、Otx2蛋白質との共存が示唆された。これらの結果は、Otx2がCoactosinを介してPV細胞の細胞内骨格を制御する可能性を推測させる。