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中枢神経系回路網形成過程で、個々のニューロンは軸索と樹状突起を形成して細胞極性を獲得し、機能に応じて特有のパターンでこれらの神経突起を伸展・分岐させる。本研究では、申請者がこれまでに同定した樹状突起シグナル分子DNERを足がかりに、樹状突起分枝パターンを決定する分子機構とタンパク質極性輸送機構を明らかにすることを目標とする。本年度は、培養神経芽細胞NB2aの突起伸展におけるDNERシグナルの機能解析を行い、DNER存在下で神経芽細胞の突起伸展が抑制されることを明らかにした。現在、初代培養した海馬ニューロンが細胞間相互作用により樹状突起の分岐パターンを制御する機構に、DNERシグナルがどう関わるかを解析している。平行してDNERノックアウト動物における中枢神経系ニューロン樹状突起のパターン形成の異常の有無を正常型動物と比較解析している。一方で、DNERの樹状突起への選別輸送機構を明らかにするため、様々な変異分子を作成しニューロンにおける局在と結合する分子を解析し、DNER細胞内領域の複数のモチーフがクラスリン被覆小胞アダプタータンパク質と結合し、樹状突起への選択輸送を平行に制御することを明らかにした。また、プルキンエ細胞の平板状の樹状突起分岐過程をタイムラプス共焦点顕微鏡で経時観察するため、プルキンエ細胞と顆粒細胞の共培養系と小脳切片培養系を確立し、培養系で分化させたプルキンエ細胞が平板状に樹状突起を展開することを確認した。今後扇形の分枝に必要な膜分子の極性輸送機構を明らかにする。
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