c1ql1が正しいシナプスを選択的に強化することを発見
慶應義塾大学は1月22日、科学技術振興機構（JST）の戦略的創造研究推進事業において、同大医学部生理学教室の柚﨑通介教授と掛川渉専任講師らが、神経回路が選択的に形成、維持されるのに必須なたんぱく質「C1ql1」を発見したと発表した。
画像はプレスリリースより
我々の脳の中では、無数の神経細胞がシナプスを介して互いに結合し、記憶・学習に必要な神経回路を形成している。近年、発達障害や精神疾患の原因の1つとしてシナプスを基盤とした神経回路の障害が疑われていたが、シナプスがどのようにして形成、維持、除去されるのかについては、未解明な点が多かった。
今回、同研究グループはマウスを用いた実験により、神経細胞が分泌するC1ql1(シー ワンキューエル1)と呼ばれるたんぱく質が生後発達時の小脳において正しいシナプスを選択的に強化することを発見。また、成熟後にC1ql1を除去すると、いったん形成されたシナプスが失われ、小脳神経回路による運動学習が著しく障害されることがわかったという。
記憶障害や精神疾患の原因解明や治療開発に役立つ可能性
今回の研究では、C1ql1遺伝子を欠くC1ql1欠損マウスを作製。登上線維シナプスのシナプス刈り込み過程を観察した。野生型マウスでは1本の強い登上線維が強化されるとともに、弱い登上線維の刈り込みが進むが、C1ql1欠損マウスでは、強い登上線維が強化されず、その結果として、他の弱い登上線維シナプスの刈り込みが障害されることが判明した。また登上線維から分泌されたC1ql1は、プルキンエ細胞に存在するBAI3（バイ3）と呼ばれる受容体に結合することを発見したという。
さらにBAI3遺伝子欠損マウスやC1ql1－BAI3間の結合を阻害したマウスにおいても、登上線維シナプスの刈り込みが障害され、C1ql1やBAI3を欠損したマウスでは小脳神経回路に依存した運動記憶・学習機能が著しく低下することも分かった。加えて、成熟した野生型マウスでもC1ql1やBAI3を除去すると、登上線維シナプスが失われることから、C1ql1－BAI3シグナリングは登上線維シナプスを大人になってからも維持していくためにも必要なことも判明したという。
C1ql1に類似したたんぱく質は、小脳以外のさまざまな脳部位にも存在し、それぞれの神経回路において機能すると考えられている。このため、同研究の成果は、記憶障害や精神疾患の原因解明と治療法開発に役立つことが期待される。
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・慶應義塾大学 プレスリリース
