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有髄神経軸索ランビエ絞輪部両隣パラノード部位では、軸索と髄鞘が直接接してパラノーダルジャンクション(AGJ)を形成する。AGJは軸索表面のチャネルの局在変化・維持に必須な障壁として働いているが、本研究では、細胞内小器官の分布など軸索内動向にも関与している可能性を考え研究を行った。今年度はAGJ形成不全マウスを用いて、軸索輸送に関与している分子の変化と、in vitro髄鞘培養の培養条件の確立を行った。
モータータンパク質と軸索内で運搬される分子や細胞小器官の結合は、局所のリン酸化シグナル調節を受けることが知られている。特に、ニューロン内のキネシンによる輸送はcyclin-dependent kinase 5 (CDK5)によるglycogen synthase kinase 3 (GSK3)の活性調節が関与する。マウス発達期座骨神経では、軸索全体にび漫性に局在していたCDK5の局在は、髄鞘形成に伴いパラノード部分に集積していた。ところが、AGJ形成不全マウス座骨神経ではCDK5のパラノードへの集積は消失し、主要軸索骨格タンパク質であるニューロフィラメント(NF)のリン酸化の程度も減少していた。パラノード部位におけるリン酸化をCDK5が担っている可能性が考えられたが、CDK5の活性化分子であるp35の局在やタンパク量に変化はなかった。すなわち、CDK5はパラノード部位で軸索の成熟に伴いNFなどのリン酸化に関与していることが示唆されたが、p35以外の分子がCDK5の活性化に関与している可能性が考えられた。申請者が着目しているAGJは有髄軸索の限局した場所である。本年度はマウス後根神経節ニューロン(DRG)と初代オリゴデンドロサイト前駆細胞(OPCs)を共培養することによりin vitroで髄鞘形成を再現できる培養系、および小脳分散培養の条件を確立することができ、今後この系を用いてパラノード部分における軸索機能調節機構を明らかにしていくことが可能になると考えられる。
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