シナプス結合と神経回路の形成機構

2001 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 / 神経回路 / カテニン / 細胞接着 / 海馬

研究概要

引き続き、カドヘリン接着分子群の神経回路形成における役割を研究した。
1)カドヘリン-8のノックアウトマウスの行動を観察した。このマウスは、モルヒネ投与マウスに見られるStraub tail反応様の行動異常を示すことが判明した。次年度は、この反応に関与すると想定される脊髄のシナプスを中心にその形成異常を調べる予定である。また、このマウスの海馬神経細胞を培養して、シナプス形成を調べた。このカドヘリンは一部の抑制性神経細胞だけが発現しており、その上に形成されるシナプスマーカーの蓄積に異常が観察された。(2)培養ラット海馬神経細胞にdominant-negativeカドヘリンを導入し、シナプス形成に対する効果を観察する研究を続行した。その結果、前年度明らかにした前シナプスだけでなく、後シナプスの構成分子、構造についても異常が発見された。(3)αN-カテニンのノックアウトマウスから海馬神経細胞を取り出し培養して、そのシナプス形成の様子を観察した。その結果、dominant-negativeカドヘリンを発現させた時と同様、スパインの異常伸長が見られ、カドヘリン/カテニン接着分子がシナプス形成に重要な関わりを持つことが遺伝学的にも証明できた。(4)カドヘリン/カテニン系の機能に関して分子・細胞生物学的な解析を行った。カドヘリンの細胞質領域の膜貫通ドメインに隣接する部分(JM領域)は、形態形成運動にとって重要な働きを持つことが明らかになった。さらに、この領域に結合するp120カテニンは、微小管に結合しその細胞内オーガニゼーションに関与することが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Inoue, T., Takeichi, M.: "Role of cadherins in maintaining the compartment boundary between the cortex and striatum during development"Develop. Biol.. 128. 561-569 (2001)
• [文献書誌] Kataoka, Y., Takeichi, M.: "Developmental roles and molecular characterization of a Drosophila homologue of Arabidopsis Argonaute1, the founder of a novel gene superfamily"Genes to Cells. 6. 313-325 (2001)
• [文献書誌] Shimada, Y., Uemura, T.: "Asymmetric colocalization of Flamingo, a seven-pass transmembranecadherin, and Dishevelled in planar cell polarization"Current Biology. 11. 859-863 (2001)
• [文献書誌] Watari, N., Chisaka, O.: "Hoxa3 regulates integration of glossopharyngeal nerve precursor cells"Develop. Biol.. 240. 15-31 (2001)
• [文献書誌] Iwai, Y., Uemura, T.: "DN-Cadherin is required for spatial arrangement of axon terminals and their targets, and ultrastructual organization of synapses in the Drosophila visual system"Mol. Cell. Neuroscience. (in press). (2001)
• [文献書誌] Horikawa, K., Takeichi, M.: "Requirement of juxtamembrane domain of the cadherin cytoplasmic tail for morphogenetic cell rearrangement during myotome development"J. Cell Biol.. 155. 1297-1306 (2001)
• [文献書誌] Niwa, R., Uemura, T.: "Control of actin reorganization by Slingshot, a family of phosphatases that dephosphorylate ADF/cofilin"Cell. 108. 233-246 (2001)
• [文献書誌] Umemiya, Y., Nose, A.: "Forked end : a novel transmembrane protein involved in neuromuscular neuromuscular specificity in Drosophila identified by gain-of-function screening"J. Neurobiol.. (in press). (2002)