受容体型チロシン脱リン酸化酵素による軸索側枝の出芽・伸長過程の制御機構の解明

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神経回路形成のメカニズムのひとつに軸索側枝形成がある。神経細胞は軸索の途中に側枝を形成し、複数の標的細胞とシナプスを形成する。これにより、神経細胞は複数の神経核に同時に信号を送ることができ、協調的な活動が可能になると考えられている。様々な脳領域の神経細胞が軸索側枝を形成することが知られているが、中心的な役割を果たす鍵となる分子が同定されていないため、軸索側枝形成の分子機構は依然として不明な点が多い。本研究では皮質脊髄路の神経軸索が橋核に伸ばす側枝をモデルとし、軸索側枝形成を経時的に観察する方法を確立し、申請者らがこれまでの研究から軸索側枝形成の鍵分子であることを見出した受容体型チロシン脱リン酸化酵素(RPTP)の細胞外領域に結合する軸索側枝誘導分子や、下流で働くシグナル経路を同定することで、軸索側枝形成を制御する分子機構を明らかにすることを目的としている。今年度は、軸索側枝形成を経時的に観察する方法の準備と、軸索側枝形成を制御するために必要なRPTPのドメインの同定を行なった。皮質脊髄路起始細胞特異的に赤色蛍光タンパク質tdTomatoを発現するマウスの生後2日目の脳をSeeDB2法で透明化し、Lightsheet顕微鏡を用いて皮質脊髄路の3次元画像を取得した。皮質脊髄路全体が含まれる脳スライスを作製するための位置や角度を決定するために、得られた画像を現在解析している。RPTPは細胞外領域に2つの分子間相互作用に関わるドメインを持ち、細胞内領域にフォスファターゼドメインを持つ。RPTPをノックダウンするためのshRNAベクターとドメイン欠損型のRPTP発現ベクターを皮質脊髄路起始細胞に導入し、軸索側枝形成に与える影響を検証した。