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neogeninを介したBMPシグナルによるシナプス安定化・除去の制御メカニズム及び、neogeninノックアウトマウスにおけるシナプス形成の異常とその表現型を形態学的ならびに行動学的に解析し、生体におけるneogeninのシナプス安定化・除去への役割を明らかにすることを目標とした。
これまでにマウス発生段階における大脳皮質や脊髄など中枢神経系でneogenin発現量が顕著に変化することを見出している。そこで、neogeninの発現量変化が発生段階の皮質脊髄路に機能することを検討するため、大脳皮質よりトレーサーを注入して、皮質脊髄路を解析した。neogeninの発現を皮質脊髄路特異的に抑制するために、neogeninsiRNAを生後3日目のマウス大脳皮質に注入した。その結果、neogeninの発現が低下していることを確認した。そこで、neogenin siRNAとトレーサーを皮質脊髄路に注入し、大脳皮質や内包、脊髄の凍結切片を作成し、神経細胞の形態を解析した。その結果、皮質脊髄路の神経細胞は細胞体を残し、軸索伸長を抑制している可能性を見出した。また、neogeninは受容体単独で働くことや、リガンドを数種もつことが報告されている。そこで、発達段階における皮質脊髄路周辺のリガンドの発現量を解析した。In vitroの実験系では、培養神経細胞の長期培養後のBMP-4のシナプス安定化への関与を評価した。BMPシグナル逆行性輸送によるシナプスの安定化をneogeninが制御していると仮説を立て、その機構を解析した。軸索形成にシナプスの安定化は必要である。その結果、BMP-4添加時におけるneogeninとdynein-dynactin複合体との結合と、シナプスの可塑性を担う低分子量GTP結合タンパク質Rasの活性化が観察された。
本研究では、安定したシナプス形成機構を介した新規のシナプス形成制御分子標的を明らかにすることで、神経回路の再生治療法を提案し、臨床応用への展開を目指した。
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