中枢神経再生阻害におけるp75受容体の役割の解明

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中枢神経において損傷を受けた神経軸索が再生できない要因の1つとして、神経線維を取り巻くオリゴデンドロサイトがMAG、Nogo、OMgpといった軸索伸長阻害因子を発現し、軸索の伸長を阻害していることが考えられている。軸索伸長途上にある神経細胞内では、Rho-GDI(Rho-guaninenucleotide dissociation inhibitor)が低分子量GタンパクであるRhoAと結合し、その活性化を阻害している。しかし上記の軸索伸長阻害因子がNogo受容体と結合すると、共受容体であるp75受容体とRho-GDIの結合が神経細胞内において促される。これによりRhoAはRho-GDIとの結合から解放され、細胞内のRho-GEFにより活性化される。活性化されたRhoAは細胞骨格制御因子に作用し軸索伸長を阻害する。このことからp75受容体は、中枢神経損傷後の回復を目指すにあたって重要な標的分子の一つと考えられる。しかし、p75受容体欠損動物において中枢神経損傷後に軸索は再生・伸長せず、機能回復は野生型と比べ改善しないことが報告された。この結果はp75受容体が軸索伸長を促進する神経栄養因子(NGF,BDNFなど)の受容体でもあることを反映していると考えられる。したがって、p75受容体が生体内でも軸索再生阻害に関与しているか否かは、p75受容体欠損動物を用いては知ることが出来なかった。そこで本研究では、『p75受容体がもつ軸索再生阻害経路としての機能のみを遮断すれば、中枢神経の軸索再生は促される』と仮説を立て、p75受容体の細胞内結合部位をめぐりRho-GDIと競合する薬剤:Pep5を用い、視神経損傷モデル動物にPep5を処置し、その後の神経再生・機能回復を観察した。その結果、Pep5処置により視神経軸索再生が観察され、本研究の仮説が立証された。さらに申請者は、軸索反発因子として知られるephrin-B3が、上述のp75受容体を介した機序により軸索伸長を阻害することを見出した。申請者はephrinB3を安定発現する細胞株を構築し、その上に大脳皮質由来の神経細胞を共培養すると、神経突起の伸長が抑制されることを再現し、さらにこの作用がPep5処置により打ち消されること、ならびにsiRNAを用いた実験により、神経細胞に発現するp75受容体とEphA4受容体がephrinB3による突起伸長抑制に必要であることを見出した。p75受容体、EphA4受容体、ephrinB3の関係については共沈実験およびELISA法により、ephrinB3がEphA4受容体を介してp75受容体と結合することを見出した。これらの研究成果は、ephrinB3の新たな作用機序を明らかにするとともに、生体内でのp75受容体による軸索再生阻害機序の全貌を明らかにするものである。