セマフォリンとその受容体による神経回路形成の制御の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13309008
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 藤澤 肇 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (60079689)
• 研究分担者: 高木 新 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (90171420)
• キーワード: 神経回路 / 発生 / 神経軸索ガイダンス / セマフォリン / ニューロピリン / プレキシン / マウス / 線虫

研究概要

個体発生の過程で多様でかつ恒常的な神経回路を産み出す分子機構を明らかにすることを目的として、神経軸索ガイド分子セマフォリン(Semaphorin)とその受容体であるニューロピリン(Neuropilin)とプレキシン(Plexin)遺伝子機能を欠損した動物を系統的に作製し、その表現型の解析を行い、以下の成果を得た。
1、マウスPlexinAファミリーに属するPlexinA3遺伝子のCre-loxPを用いたコンデイショナルノックアウトを試み、Cre-loxP挿入変異マウスを得ることに成功し、現在、受精卵をCreで処理しPlexinA3遺伝子ノックアウトマウスを得る準備を進めている。
2、PlexinA2、PlexinA4遺伝子ノックアウトマウスの表現型の解析を行い、PlexinA2欠損マウス胚では末梢神経系に全く異常がないこと、PlexinA4欠損マウス胚では末梢神経線維の走行が乱れるがその異常の程度はSema3A欠損マウス胚、Neuropilin-1欠損マウス胚に比べ小さいことが判明した。さらに、Neuropilin-1欠損マウス胚のDRGニューロンはSema3Aに対する反応性を完全に失っているが、PlexinA4遺伝子ノックアウトマウス胚のDRGニューロンはSema3Aに対する反応性は低下しているが、完全には失っていないことが判明した。このことは、PlexinA4以外にSema3Aのシグナルを伝える受容分子が存在することを示唆している。
3、線虫のセマフォリン遺伝子Plx1破壊株を作製し、この破壊株では神経系には顕著な異常は認められないが、上皮系組織の形成が大幅に乱れることが明らかになった。また、Plx1が線虫の膜結合型セマフォリンと相互作用することを見い出した。この結果は、線虫ではプレキシンを介したセマフォリンシグナルが上皮の形態形成に必須であることを示唆している。

研究成果

• [文献書誌] Yasunori Murakami: "Differential expression of plexin-A subtamily members in the mouse nervous system"Dev.Dyn.. 220. 246-258 (2001)
• [文献書誌] Asato Kuroiwa: "Chromosomal assignment of four plexin A genes (Plexna1, Plexna2, Plexna3, Plexna4) in mouse, rat, Syrian hamster and Chinese hamster"Cytogenet.Cell Genet.. 92. 127-129 (2001)
• [文献書誌] Tatsumi Hirata: "Short-range guidance of olfactory bulb axons is independent of repulsive factor Slit"J.Neurosci.. 21. 2373-2379 (2001)
• [文献書誌] Go Shioi: "Mutations attecting nerve attachment of Caenornabditis elegans"Genetics. 157. 1611-1622 (2001)
• [文献書誌] Takahiko Kawasaki: "Requirement of neuropilin-1-mediated Sema3A signals in patterning of the sympathetic nervous system"Development. 129. 671-680 (2002)
• [文献書誌] Takashi Fujii: "C.elegans PlexinA, PLX-1, interacts with transmembrane semaphorins and regulates epidermal morphogenesis"Development. (in print). (2002)