マルチプロジェクション回路をつくる軸索側枝形成機構の解明

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「軸索側枝」は、神経細胞が複数の標的へ投射するマルチプロジェクション回路の形態的基盤であり、協調的な神経活動を実現する。本研究は、独自に見出した軸索側枝出芽・投射に関与する細胞膜受容体群について、脳内局所での活性制御機構と軸索内細胞骨格の動態変化を解析することで、マルチプロジェクション回路が出来上がる仕組みを明らかにすることを目的としている。本年度は、研究計画にある側枝形成関連因子（細胞膜受容体）の活性制御機構の解析について、培養細胞を用いた実験において、人工的に側枝形成関連因子の重合を促進させることで、サイトネーム様の細胞突起形成が促進されることを明らかにした。また、軸索内細胞骨格の動態について、研究協力者との共同研究において、主軸索とそこから分岐した軸索側枝では、軸索先端からの距離に応じて微小管の安定性に違いが生じることを明らかにした。これら成果については論文として発表している。研究計画にある実際のマウス脳内での解析については、動物実験および生体マウス脳内への遺伝子導入装置のセットアップが予定より遅れたが、マルチプロジェクション回路として着目している皮質脊髄路を形成する神経細胞での側枝形成関連因子の遺伝子操作実験を実施し、脳切片試料作成まで進めることができた。また、培養脳スライスを用いて軸索側枝形成に必要な基質を解析する計画については、以前より共同研究を行ってきたドイツの研究者より、デバイスの提供や改良についての継続的な協力を得て進めている。