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本研究では、中枢神経系回路網内で樹状突起分枝パターンを決定する分子機構と、樹状突起に局在する機能分子の極性輸送機構を明らかにすることを目指し、今年度は以下3つの研究計画を遂行した。
1.DNER-Notchシグナルの樹状突起パターン形成における機能解析;中枢神経系ニューロンの樹状突起に特異的に発現するDNERが、隣接するニューロンのNotchシグナルを活性化し、樹状突起パターンを調節する可能性を検証した。DNER欠損動物の大脳皮質錐体ニューロンにおいて、樹状突起の長さには影響がないが、先端樹状突起の分岐と基底樹状突起が有意に増加することが明らかになった
2.DNERの樹状突起選択的輸送機構の解析;膜分子DNERが樹状突起へ局在するためには、軸索膜へ輸送された分子がエンドサイトシスされ樹状突起へ再輸送されるトランスサイトシスが必要であることを明らかにした。DNERのトランスサイトシスは細胞内領域の3つの部位に依存し、このうち2つがクラスリン依存的エンドサイトシスを、1つは非依存的エンドサイトシスを制御して協調的にDNERの極性輸送を制御することを明らかにした。
3.樹状突起スパイン形成を制御するシグナルの機能解析;培養海馬錐体ニューロンにおいてShhシグナルがスパインの成熟を促進する機能を明らかにした。Shh受容体のPatchedおよびSmoothenedが錐体ニューロンに発現し、Smoothenedは細胞内領域でシナプス後膜に局在するPSP95と結合することを明らかにした。またシナプス前膜の周辺部に局在する分子としてSeptin3を同定し、その分子様態とシナプスでの局在を詳細に解析した。さらに欠損動物の表現型を解析したが、シナプス形成とニューロン極性への影響は認めなかった。
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