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樹状突起スパインのサイズ増大は、記憶形成に重要な役割を果たすことが知られているが、サイズ増大を引き起こす力がいかにして生み出されるのか、その分子機構は不明であった。最近になり、当研究室は軸索伸長のための推進力発生を担うShootin1aが樹状突起スパインに発現することを見出した。さらに、我々は、Shootin1aを発現抑制した神経細胞では樹状突起スパインのサイズ増大が阻害されることを明らかにした。そこで、本研究では樹状突起スパインのサイズ増大を担うShootin1aを基盤とする分子機構とさらに記憶形成の仕組みを分子力学という視点から解明することを目指した。
昨年度までの研究により、Shootin1aが逆行性移動するアクチン線維と細胞接着分子L1-CAMを連結し、逆行性移動の力を細胞外基質に伝達することでサイズ増大のための力を生み出すことがわかった。また、Shootin1aが別の細胞接着分子であるN-cadherinとも相互作用し、同様の分子機構でサイズ増大のための力の発生に関与することを見出した。さらに、グルタミン酸刺激によりShootin1aがリン酸化することで逆行性移動するアクチン線維と細胞外基質の連結増強が起こり、樹状突起スパインのサイズ増大のための力が生み出されることを明らかにした。また、Shootin1aが記憶形成に関与するかを行動バッテリー試験により調べるために、タモキシフェン誘導により海馬及び大脳皮質でShootin1遺伝子を欠失するコンディショナルノックアウト (cKO)マウス系統を樹立した。
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