名古屋大学大学院の研究グループが発表

名古屋大学大学院 医学系研究科 神経情報薬理学分野の貝淵弘三教授、難波隆志特任助教の研究グループは2月20日、大脳新皮質が神経回路網を構築する基本のメカニズムを解明したと発表した。この研究成果は、米科学誌「Neuron」オンライン版に米国東部時間2月19日付で掲載されている。

大脳新皮質の神経細胞は、樹状突起と軸索をもつが、これら突起形成に何らかの異常が生じると、神経細胞は適切な神経回路を形成できなくなる。近年では、このことが最終的に神経発達障害やてんかんなどの精神・神経系疾患の原因となる可能性が強く示唆されている。

研究グループでは、生体内において神経細胞は多種多様な他の細胞に囲まれて存在しているものであり、培養条件下とはまったく異なったメカニズムがあると予想。そこで今回、生体内での軸索形成過程に注目し、分子的メカニズムの解明を目指した。

（画像はプレスリリースより）

相互作用で軸索形成、必要なのは細胞接着分子TAG－1

研究グループはまず、マウス生体内の神経細胞を蛍光タンパク質によって標識し、軸索形成過程の詳細な解析を試みた。すると、未熟な神経細胞はまず複数の突起を伸ばすことが確認され、そのうち1本の突起が早生まれの神経細胞由来の軸索と密に接触すると、その突起が急速に伸長し、軸索となることが分かったという。こうした相互作用による軸索形成の現象をとらえたのは、世界でも初めてのことだ。

また、この未熟な神経細胞と早生まれの神経細胞の相互作用には、細胞同士をつなぎ合わせる細胞接着分子が重要な役目を果たしていることが考えられたため、研究グループは、こうした役割をもつタンパク質のうち、TAG－1に着目。未熟な神経細胞に発現している細胞接着分子のTAG－1を実験的に除去したところ、軸索形成が大幅に遅れることが判明した。これらのことから、TAG－1を介した細胞間の相互作用が、未熟な神経細胞の軸索形成に必要であることが分かったという。

神経発達障害やてんかんの病態解明に期待

軸索形成は神経回路形成の根本的なメカニズムのひとつであり、軸索形成の異常は神経回路形成の異常に直接結びつくものと考えられる。よって生体内における軸索形成のメカニズムを明らかにしたこの研究成果は、異常な神経回路形成がどのようにして発生するのか理解する上で、重要な知見を与えるものといえるだろう。

研究グループでは、今回新たな機能を見出すことができた細胞接着分子TAG－1に関しては、特にてんかんなどとの関連が示唆されているものであるため、こうした疾患の原因と軸索形成異常の関係を、今後さらに詳しく調べていきたいとしている。（紫音 裕）

▼外部リンク

名古屋大学　プレスリリース
http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/

Pioneering Axons Regulate Neuronal Polarization in the Developing Cerebral Cortex
http://www.cell.com/neuron/abstract/