皮質求心性線維の標的認識機構

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外側膝状体ニューロンの軸索は大脳皮質視覚野の4層で主として枝分かれを作りシナプス結合を作ることが知られている。我々はこれまでに培養下において外側膝状体ニューロンの軸索がin vivoと同様に皮質4層で枝分かれを形成し,シナプス結合を作ることを示した(Yamamoto et al.,1989,1992,1994)。さらにタイムラプス実験ら、外側膝状体軸索を枝分かれや停止を生じさせる局所的な手がかり因子が4層に存在することを示唆している(Yamamoto et al.,1997)。本研究では4層で生ずる軸索の停止や枝分かれを制御する因子を明らかにしようとした。タイムラプス観察によって軸索の成長停止や枝分かれが4層に局在していることから、これらの軸索成長を制御する因子は膜に結合したものであると予想された。そこで、このような皮質中に存在すると考えられる膜結合型の軸索成長制御因子の存在並びにその特性を明らかにすることを目的として、一旦固定した皮質切片と外側膝状体組織片の共培養において外側膝状体軸索の投射パターンを解析した。まず最初に、神経成長活性に層特異性があるかどうかを調べるために、外側膝状体組織片を層と平行に侵入させたところ、外側膝状体ニューロンの軸索は5、6層から白質にかけて成長が著しかった。定量的な解析によって、5、6層では2/3層から4層での軸索成長の約2倍程度であることが判明した。この伸長活性の層特性は、トリプシンや熱処理によって消失したことからpolypeptideがその活性を担っていると考えられる。一方、外側膝状体ニューロン軸索の枝分かれも固定した皮質切片上で生じ、枝分かれした位置を調べるとその大多数が4層に在ることが分かった。これらの事実から、細胞膜に結合する因子で層特異的に分布して入力線維の成長や枝分かれを制御するものがあることが示唆された。