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神経細胞は、軸索側枝を形成することで、標的である複数の神経細胞へ同時に投射することができる。軸索側枝は様々な領域の神経回路で見られるが、その形成過程の分子機構については報告が少なく、未だ不明な点が多い。申請者らは、これまでに、皮質脊髄路が橋核に伸ばす軸索側枝の形成に、受容体型チロシンフォスファターゼが関与していることを見出している。本研究では、受容体型チロシンフォスファターゼを介した軸索側枝形成の分子機構を明らかにすることを目的としている。今年度は、以下の結果を得た。
(1) 前年度に同定した相互作用分子に関して、受容体型チロシンフォスファターゼとの結合様式を詳細に解析した。いくつかの分子は糖鎖修飾を受けることが知られているので、糖鎖修飾を受けない変異体を作製し、受容体型チロシンフォスファターゼとの結合を検討したところ、結合が見られなくなった。このことから、糖鎖がこれらの分子と受容体型チロシンフォスファターゼとの結合に必要であることが明らかとなった。
受容体型チロシンフォスファターゼには細胞外領域に4種類のスプライスバリアントが存在し、バリアントごとに結合する分子が異なることが知られている。同定された分子との結合にバリアント選択性があるかどうかをpull-down法を用いて検討したところ、これらの分子は受容体型チロシンフォスファターゼの特定のバリアントと強く結合することが明らかとなった。
(2) 相互作用分子のいくつかについて、RT-PCR法でmRNAの発現を確認したところ、側枝形成時期に皮質脊髄路起始細胞に発現しているものがあった。子宮内電気穿孔法を用いて、これらの遺伝子をノックダウンしたところ、橋核に伸ばす側枝の数や長さに影響をおよぼすものがいくつか見つかった。このことから、受容体型チロシンフォスファターゼがこれらの分子と結合することで、側枝形成が誘導される可能性が出てきた。
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