αキメリン遺伝子改変マウスを用いた神経回路形成メカニズムの解析

• Project/Area Number: 13J04498
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neuroscience in general
• Research Institution: National Institute of Genetics
• Principal Investigator: 香取 将太 国立遺伝学研究所, 個体遺伝研究系, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,960,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 神経回路形成 / 軸索ガイダンス / 正中線 / αキメリン / 遺伝子改変マウス / 皮質脊髄路 / 細胞移動

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、αキメリン遺伝子改変マウスを用いて神経回路の形成メカニズムを明らかにすることが目的である。αキメリンはRac特異的なGTPase activating protein (GAP)であり、エフリンB3→EphA4シグナルがアクチン細胞骨格の制御をするための鍵分子であることが知られている。αキメリンおよびEphA4は皮質脊髄路(CST)軸索に発現し、CST軸索が脊髄正中線にあるエフリンB3陽性グリア細胞に接触するとEphA4→αキメリンのシグナルが活性化し、軸索の正中線交叉を防ぐ。一方、αキメリンは脊髄内の細胞にも発現するが、この脊髄αキメリンがどのような働きをするかは知られていなかった。皮質神経細胞と脊髄に発現するαキメリンの役割を区別するために、皮質と脊髄それぞれの特異的αキメリン欠損マウスを作製し、解析したところ、皮質αキメリン欠損マウスは、予想通り脊髄内でCST軸索の誤った正中線交叉を示した。一方、脊髄αキメリン欠損マウスも同様にCST軸索の誤った正中線交叉を示したが、その理由は不明であった。そこで、脊髄αキメリン欠損マウスの脊髄を詳しく調べたところ、正中線に異常があることがわかった。さらに、それが原因で、CST軸索の誤った正中線交叉が引き起こされることを示唆する結果を得た。正中線にはグリア細胞が存在し、それが軸索を誘因あるいは反発するガイダンス分子を発現し、軸索の交叉、非交叉を規定する。正中線のグリア細胞による反発の分子メカニズムは盛んに研究されてきたが、正中線のグリア細胞自体がどのようなメカニズムでその構造を維持しているのかは不明であった。本研究によって、初めて正中線のグリア細胞の構造維持の一端が明らかになった。また、今回新たに見つかった神経回路形成におけるαキメリンの役割は、これまでに知られていたものと全く異なるものであり、重要な発見であると考える。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Presentation] Spinal cord RacGAP α-chimaerin is critical to maintain midline barrier for proper axon guidance (2016)
  • Author(s): 香取将太、糸原重美、岩里琢治
  • Organizer: 第９回神経発生討論会・難治疾患 共同研究拠点 共同開催学術集会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] 哺乳類中枢神経系における神経回路形成の遺伝学的解析～神経回路形成におけるRacGAPαキメリンの新たな役割～ (2016)
  • Author(s): 香取将太、岩里琢治
  • Organizer: 平成27年度脳研究所共同利用共同研究合同セミナー
  • Place of Presentation: 新潟
  • Year and Date: 2016-03-11
  • Invited
• [Presentation] Spinal cord RacGAP α-chimaerin is critical to maintain midline barrier for proper axon guidance (2015)
  • Author(s): 香取将太、糸原重美、岩里琢治
  • Organizer: 包括型脳科学研究推進支援ネットワーク平成２７年度冬のシンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-12-18
• [Presentation] Spinal cord RacGAP α-chimaerin is critical to maintain midline barrier for proper axon guidance (2015)
  • Author(s): 香取将太、糸原重美、岩里琢治
  • Organizer: 遺伝研研究会Circuit Construction in the Mammalian Brain
  • Place of Presentation: 静岡
  • Year and Date: 2015-12-06
• [Presentation] Cell autonomous and non-autonomous functions of RacGAP α-chimaerin in axon guidance at the midline choice point (2015)
  • Author(s): Shota Katori, Shigeyoshi Itohara, Takuji Iwasato
  • Organizer: Neuroscience 2015, Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: シカゴ
  • Year and Date: 2015-10-17
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cell autonomous and non-autonomous functions of RacGAP α-chimaerin in midline axonal guidance (2015)
  • Author(s): 香取将太、糸原重美、岩里琢治
  • Organizer: 第38回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 兵庫
  • Year and Date: 2015-07-28
• [Presentation] 正中線軸索ガイダンスにおけるRacGAPαキメリンの細胞非自律的な役割～αキメリンは脊髄正中線バリアの隙間を防ぐ～ (2015)
  • Author(s): 香取将太、糸原重美、岩里琢治
  • Organizer: 第１回「適応シフト回路」領域会議
  • Place of Presentation: 福島
  • Year and Date: 2015-06-25
• [Presentation] 脊髄正中線細胞に対するEphA4–α-chimaerinシグナリングの役割 (2014)
  • Author(s): 香取将太、岩里琢治
  • Organizer: 日本神経科学学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-09-11