【研究領域課題番号】18K06207 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

樹状突起 / 軸索 / イオンチャネル / 自己交叉忌避 / シグナル伝達

【研究成果の概要】

本研究では始めに、（１）細胞認識分子Dscamによって自己の樹状突起間でのみ反発作用を引き起こす、自己交叉忌避の分子機構の解明に取り組み、Dscamが下流の細胞骨格制御分子を介して、自己交叉忌避シグナル伝達を行うことを明らかにした。（２）次に、Dscamシグナルを解明する過程で同定したリン酸化酵素Wnkの機能解析を行い、Wnkが軸索の伸長と維持を司ることを明らかにした。最後に、（３）樹状突起における活動電位の逆伝搬を抑制する電位依存性カリウムチャネルKv4.2とその制御サブユニットKChIP1、DPP6Sとの複合体構造をクライオ電子顕微鏡によって解明し、ゲート開閉の制御機構を明らかにした。

【研究の社会的意義】

我々ヒトの脳神経系は、1000億個もの神経細胞がその複雑な分枝パターンをもった樹状突起と軸索を介して精密なネットワークを形成し、情報処理、運動、学習、意思決定などを行う。本研究成果の学術的な意義は、（１）樹状突起や軸索の分枝パターン形成と維持の機構を明らかしたこと、（２）神経細胞が機能的電気信号を生み出すために必須なカリウムチャネルの活性制御機構を明らかにしたことによって、神経細胞の発生と機能の両面のメカニズムに迫ることができた点である。その社会的意義は、損傷を受けた脳の再生や、イオンチャネルの機能不全による精神疾患の治療という医療への応用にも道を切り開いたことである。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】神経科学一般

【研究領域課題番号】24300124 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

受容領域 / 樹状突起 / 感覚ニューロン / ショウジョウバエ / Wntシグナル / Hippo-Ndrシグナル / 再編 / 維持 / リン酸化酵素 / シグナル伝達 / 樹上突起 / リン酸化シグナル

【研究成果の概要】

ショウジョウバエ幼虫感覚ニューロンでは、同種ニューロンの樹状突起間に生じる反発作用を介して受容領域を確立することが示されていた。私達は、ショウジョウバエ成虫感覚ニューロンの解析を行い、樹状突起間に生じる反発作用には依存しない受容領域形成機構の存在を明らかにした（Yasunaga et al. Genes Dev 2015）。さらにその責任因子として、ニューロン周辺の上皮細胞から分泌されるWnt5と、その受容体Drlを同定した。さらに、受容体Drlの下流シグナルの同定も行い、低分子量G蛋白質RhoGTPaseのGEFであるTrioがRhoAの活性化を介して細胞骨格の再編を誘導することを示した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31

【配分額】18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)

【研究分野】医化学一般

【研究領域課題番号】21390075 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞内情報伝達 / 分子神経生物学 / 神経可塑性 / シグナル伝達 / 脳・神経 / スパイン / RICS/PX-RICS / NMDA受容体 / CaMKII / 14-3-3 / GABARAP / シナグル伝達 / 14-3-3ζ/θ / ニューロン / 樹状突起 / RICS / PX-RIGS / N-cadherin / β-catenin

【研究成果の概要】

RICSは神経細胞のシナプス後部に局在し、興奮性シグナルとシナプス接着とのリンクに関係すると考えられている。本研究でノックアウトマウス由来神経細胞を用いた解析を行い、NMDA受容体→CaMKII→RICS→Cdc42およびJNKというシグナル伝達経路を見出した。PX-RICSは、非神経細胞ではN-cadherin/β-catenin複合体の輸送に関与することが示されている。本研究で、PX-RICS依存的輸送系の構成因子が、spine apparatus(樹状突起に広く分布する小胞体・ゴルジ体様の膜構造)に局在することを見出した。したがって、PX-RICS依存的輸送系が、樹状突起およびスパインにおいても機能している可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)