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機能的な神経回路形成の最終過程として、標的細胞から分泌される因子によって神経軸索に側枝が誘導され、次いでシナプスが形作られる興味深い過程がある。しかしながら、軸索側枝を誘導する分子の実体に関しては未だ不明である。本研究は、この軸索側枝誘導分子を同定し、その機能を解析する事を目的としている。
昨年度までに、我々は皮質脊髄路の側枝形成に着目し、Gene Chip法を用いて、軸索側枝誘導活性を持つ事が知られている組織に特異的に発現している複数の遺伝子を単離し、脳内での発現パターンと発現時期について詳細な解析を行い、軸索側枝誘導分子の候補となる遺伝子を絞り込んだ。
今年度は、マウス子宮内胎仔脳に対する電気穿孔法による遺伝子導入系を確立し、in vivoにおける機能解析を行なった。遺伝子導入条件を検討した結果、胎生12.5日目のマウス胎仔にこの方法を適用する事によって、目的の遺伝子を皮質脊髄路の周囲に異所的に強制発現させる事や、橋核で過剰発現させる事が可能となった。また異なる条件で電気穿孔法を行う事によって、大脳皮質第5層の皮質脊髄路起始細胞に目的の遺伝子を強制発現させる事も可能となった。前者により、軸索側枝誘導因子の候補遺伝子の機能を、後者により候補因子に対する受容体遺伝子の機能、あるいはその受容体のドミナントネガティブフォームの効果を調べる事が可能になった。そこでマウス子宮内胎仔脳に対する電気穿孔法を用いて、いくつかの候補遺伝子およびそれらに対する受容体遺伝子の機能解析を行った。その結果、現在までに、ある遺伝子の強制発現では軸索誘導の異常が、また別の遺伝子では細胞移動の異常が認められるなど、候補遺伝子の生体内での機能の一部が解明された。
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