発達期における歯状回神経回路形成メカニズムの解明

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申請者は、海馬歯状回に存在する苔状線維の一方向性回路の形成メカニズムを解明することを目的とし、研究を行ってきた。これまでに、苔状線維の特異的プレシナプスマーカーであるSynaptoporin (SPO) を用いた組織学的検討により、発達期の海馬歯状回において苔状線維が逆行性にも投射する可能性を発見している。投射様式をより直接的に観察するため、胎生期においてエレクトロポレーションを行い、顆粒細胞にGFPを発現させることを試みた。しかし、術後の仔マウスの生存率は低く、生存した個体でも顆粒細胞におけるGFPの発現は認められなかった。このため、エレクトロポレーション法による苔状線維の観察を断念し、昨年同様にThy1-mGFPマウスを用いて投射様式の観察・解析を行った。申請者は、「脳内免疫細胞であるマイクログリアが発達期において逆行性に投射する苔状線維を貪食・除去することで一方向性の投射が形成・維持される」という仮説を立て、検証を行ってきた。SPOシグナルとマイクログリアの関係性について詳細に検討するため、マイクログリアがGFPでラベルされたCX3CR1-EGFPトランスジェニックマウスを用い、免疫染色を行った。この結果、逆行性投射先である分子層において、マイクログリアのリソソーム内にSPOシグナルが取り込まれる様子が観察された。定量を行ったところ、発達初期において、異所性のSPOシグナルがマイクログリアにより活発に貪食されることが明らかとなった。さらに、マイクログリアとSPOシグナルの相互作用における分子メカニズムについて検討した。マイクログリアのCX3CR1受容体欠損マウスを用いて検討を行った結果、異所性SPOシグナルの消失の程度に変化は認められなかった。本研究により、発達期において苔状線維が逆行性に投射し、この逆行性投射がマイクログリアにより貪食・除去されることで歯状回神経経路が精密化される可能性が明らかとなった。