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視床から大脳皮質への特異的な神経投射は神経回路の形成機構を明らかにするために非常に適した系である。本研究では、層特異的に発現する分子の探索から得られたEph受容体とそのリガンド分子の視床皮質投射における役割を調べると共に、拡散性因子としてのニューロトロフィンの役割を明らかにすることを試みた。EphA4は、視床皮質投射の形成される発生期において大脳皮質表層に発現すると共に視覚系、体性感覚系の視床に特異的に発現することがわかった。一方、EphA4レセプターに対するリガンドの一つであるephrin-B3は大脳辺縁系、視床内側部、視床下部において強く発現することがわかった。さらにin vitro実験系の結果から、ephrin-B3がEphA4を発現する視床外側部の軸索伸長を抑制する作用をもっており、視床外側部から大脳新皮質への領域特異的、あるいは層特異的な投射パターン形成に重要な役割を担っている可能性が示唆された。
また、ニューロトロフィンに関しては、培養基質としてコラーゲンを用いた場合はBDNF添加によって視床ニューロンの軸索伸長が促進されたのに対して、固定皮質切片上ではNT3添加によって促進作用が見られた。以上、発達期の視床ニューロンの軸索伸長はコラーゲンにおいてはBDNF、固定切片上ではよりNT3によって促進されたことから、BDNFとNT3による基質に依存した軸索伸長の制御機構が存在することが示唆された。
このように、細胞表面に分布するEph受容体とそのリガンドの相互作用、さらには拡散性因子として良く知られたニューロトロフインによって、大脳の回路形成が制御されていることが示唆された。
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