シナプス結合と神経回路の形成機構

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10102006
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 竹市 雅俊 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (00025454)
• キーワード: カドヘリン / シナプス / PSD-95 / カテニン / 網膜 / 脳

研究概要

(1)カドヘリンのシナプス形成における役割を細胞レベルで解析するため、神経細胞培養系の導入を試みた。ニワトリ網膜の一部のアマクリン細胞等では、cadherin-6Bが発現しており、後シナプス膜裏打ちタンパク質PSD95と重なり合っている。培養にその阻害抗体を加え、PSD95の分布に対する効果を検討した結果、PSD95の分布が撹乱され、シナプス構造に異常がおきることが示唆された。
(2)ショウジョウバエ脳で発現されるDN-cadherin欠失変異株の視覚系における異常を調べた。網膜視細胞の軸索は、脳視覚葉に投射してシナプスを形成する。DN-cadherin欠失個体では、視神経軸索の終末パターンが異常となり、同時に、リボンシナプスの構造に異常が生じた。以上の結果により、正常なシナプス形成のためにはカドヘリンが必須であることが初めて遺伝学的に示された。
(3)p120^<ctn>はカドヘリンに結合するタンパク質であるが、発見以来その機能は明らかにされていなかった。その機構を詳しく分析した結果、p120^<ctn>分子が、カドヘリンの抑制因子としてはたらいていること、この抑制は多分過剰リン酸化によって引き起こされていることなどを明らかにした。
(4)7回膜貫通ドメインを有する特殊なカドヘリンFlamingoの欠失個体では、幼虫の中枢神経の軸索が各所で切断されるという異常が観察される。この分子の機能を探るため、この欠失個体の翅における表現型をモデルとして解析した。翅を構成する上皮細胞には、翅の遠近軸に添った平面内極性が存在する。Flamingo欠失個体の翅では、この極性が異常であった。平面内極性を決定する既知の遺伝子としてfrizzledがあるが、Flamingoとの機能的関係を調べた結果、Frizzledの濃度勾配が、Flamingoの局在位置を決め、それが平面極性を決めると結論された。

研究成果

• [文献書誌] Wohrn, J-C. P. et al.: "Combinatorial expression of cadherins in the tectum and the sorting of neurites in the tectofugal pathways of the chicken embryo"Neuroscience. 90. 985-1000 (1999)
• [文献書誌] Aono, S. et al.: "p120cm acts as an inhibitory regulator of cadherin function in colon carcinoma cells"J. Cell Biology. 145. 551-562 (1999)
• [文献書誌] Horikawa, K. et al.: "Adhesive subdivisions intrinsic to the epithelial somites"Developmental Biolology. 215. 182-189 (1999)
• [文献書誌] Usui, T. et al.: "Flamingo, a seven-pass transmembrane cadherin, regulates planar cell polarity under the control of Frizzled"Cell. 98. 585-595 (1999)
• [文献書誌] Honjo, Y. et al.: "Blockade of Cadherin-6B Activity Perturbs the Distribution of PSD-95 Family Proteins in retinal Neurons"Genes to Cells. (印刷中). (2000)
• [文献書誌] Redies, C. et al.: "Morphological fate of diencephalic prosomeres and their subdivisions revealed by mapping cadherin expression"J. Comparative. Neurology. (印刷中). (2000)