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哺乳類の神経細胞の分化と神経ネットワーク形成の機構を分子レベルで明らかにすべく、マウス脊髄の後角神経系をモデルとして解析を行った。特に、モデル神経の代表である交連神経細胞と研究代表者がクローニングしたホメオボックス遺伝子のMbh1を中心に研究を進め、交連神経細胞ではMbh1が特異的に発現し、Mbh1の発現は転写調節因子のMath1で直接的に活性化されることが明らかとなった。また、Mbh1は神経細胞の分化運命を交連神経細胞へ決定する因子であるが、その機能を詳細に調べることにより、神経軸索の方向を交連神経とするために必須である以外にも、神経細胞体を本来の位置へ移動させる上で機能していることが明らかとなった。さらに、Mbh1の下流で働く遺伝子を網羅的に解析することにより、Mbh1は神経軸索を底板へ伸ばす上で重要なネトリンレセプターのDccの発現を誘導するとともに、神経軸索の伸長方向を制御するSlitタンパクのレセプターのRoboファミリーやSonic Hedgehogタンパクのレセプターなどの発現も制御していることが示された。これらの遺伝子は、神経細胞分化の特定のステージで特異的に発現しており、神経軸索の伸長に関わる遺伝子の発現は、Math1からMbh1へのカスケードで精密に制御されていることが明らかとなった。また、Mbh1の機能を神経細胞間で比較解析することにより、Mbh1は小脳の顆粒細胞の移動にも関わることが示され、神経ネットワークの形成で重要な機能を担うことが明らかとなった。
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