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神経結合の新生・再生などの動的過程を司る分子機構についてはあまり解析されていない。本研究では機能的シナプス形成の第一段階であり成熟脳の可塑性にも深い関わりがある軸索側枝誘導の機構を明らかにする事を目的とした。軸索側枝誘導については形態学的研究や細胞生物学的研究が多く行われて来たが、それを引き起こす分子的実体については不明であるので、本研究ではその分子的解析を目指した。
本年度は軸索側枝誘導をアッセイする為の培養系の確立を行った。軸索側枝誘導は発生期の神経系において広く観察されるが、皮質橋路の形成における軸索側枝誘導については既に詳細な研究が米国のO′Learyのグループによって成されている。彼らによると、橋から分泌された拡散性分子が橋の近傍を通過した大脳皮質の遠心性神経軸索に作用し、この軸索から側枝を誘導すると言う。本研究では、コラーゲン・ゲルの三次元培養系を用いてこの追試を行った。新生児ラットの大脳皮質片をコラーゲン・ゲルに埋めて1〜2日培養すると培養片からコラーゲンの中へ軸索が伸長してくる。この時大脳皮質片と橋の組織片を共培養すると、大脳皮質片から伸び出してくる軸索は橋の方向に伸びると共にその一部に側枝を形成する傾向が見られた。しかしながら、多くの錯そうする軸索の中から軸索の側枝を見つける事は難しく、将来的にこのアッセイ系を発現クローニング法に用いる為にはより感度が高く、容易で、再現性があり、定量的に軸索側枝誘導を測定出来る方法が必要であり、本年度の成果をもとに更に検討を続ける予定である。
これとともに分子生物学的に橋由来の分泌蛋白をコードする遺伝子をクローニングする方法の開発も行っている。具体的には酵母のinvertaseを用いたsignal trap法のベクターを改良し、橋mRNAをもとに橋cDNAライブラリーを作成した。準備が整えばスクリーニングを開始する予定である。
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