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慶大、大脳の神経細胞が正しく配置されるメカニズムを発見

慶大、大脳の神経細胞が正しく配置されるメカニズムを発見

慶應義塾大学の研究グループが、大脳皮質が形成される時に神経細胞が正確に配置されるメカニズムを明らかにした。将来の発達障害やてんかんなどの病態解明や新しい治療法の開発へつながるだけでなく、今後、脳の再生医療において神経細胞を正しく配置させる手法を確立するための基盤になることが期待される。

今回の研究では、同大医学部の仲嶋一範教授らがリーリンと呼ばれる、神経細胞が移動を終了する地点付近に存在する細胞外タンパク質に注目し、今まで解明されていなかった細胞の動きをつきとめた。ヒトをはじめとする哺乳類の大脳皮質は神経細胞が規則正しく配列した6層からなる層構造を持っている。この層構造の乱れが、統合失調症やてんかんなどの様々な精神神経 疾患の発症に深くかかわっていることが知られている。発達過程において、大脳皮質の深い部位で誕生した神経細胞は、脳表面に向かって長い線維に沿って移動し最終目的地の層に到達すると、この線維から離れる。しかし、神経細胞がどのようにして正しく移動して目的の層に配置されるのかはよく分かっていなかった。

リーリンの異常は滑脳症(脳のしわが少なく、正常よりも平滑になる疾患)の原因の1つであり、統合失調症や自閉症との関連も知られている。リーリン欠損マウス (自然発症の突然変異マウスであり、歩行障害やふるえを特徴とする)においては、大脳皮質の層構造がおおむね逆転してしまうことから、リーリンが神経細胞の移動に大切であることがわかっていたが、そのしくみは不明だった。そこで、移動途中にある神経細胞における様々な分子の機能を子宮内電気穿孔法と呼ばれる手法で解析した結果、リーリンが移動神経細胞のインテグリンα5β1という接着分子を正しいタイミングで活性化することで、移動の 最終段階を制御することを明らかにした。つまり、リーリンのシグナルを受け取ると、神経細胞は伝わってきた線維から離れてインテグリンα5β1を用い て自らの体を持ち上げ、移動の最後の仕上げ(ターミナルトランスロケーション)を行いつつ、移動を終了することが分かったという。

脳の深部で生まれて次々に 脳表面に向かって移動してくる神経細胞は、脳の表面近くでこのしくみを使って次々に目的地に到達できるため、最終的に正しい層に配置されると考えられる。実際に、インテグリンα5β1の活性化が正しく行われないと、予想通り神経細胞の配置パターンが異常になることを見いだした。


本研究成果は、2012年10月18日(米国東部時間)発行の米国神経科学雑誌「Neuron」に掲載された。本研究は、文部科学省脳科学研究戦略推進プログラムの一環として、また科学研究費補助金などの助成によって行われたもの。

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