阪大、タンパク質が大脳皮質ニューロンの生存と樹状突起の成長を促すを発見

大阪大学(阪大)は、脳発達の基礎をなす神経細胞(ニューロン)の生存と突起成長の研究過程において、感覚の中継部位である視床から大脳への神経投射が形成される際に、「ニューリチン」と「VGF」と呼ばれる2つのタンパク質が視床ニューロンの軸索(信号を送る突起)末端から分泌され、大脳皮質ニューロンの生存と樹状突起(信号を受けとる突起)の成長を促すことを見出したと発表した。

同成果は同大 大学院生命機能研究科細胞分子神経生物学研究グループの佐藤晴香 特任研究員(現 熊本大学発生医学研究所 研究員)、山本亘彦 教授らの研究グループによるもので、米国神経科学会誌「the Journal of Neuroscience」に掲載された。

新生児から幼児期に、個々のニューロンは軸索を伸長させて標的ニューロンと結合するが、それと同時に樹状突起と呼ばれる比較的短い突起を多数伸展させる。軸索の成長が標的ニューロンから放出される分子によって促進されることは研究が進んでおり、よく知られているが、逆に軸索から標的細胞に対する作用についてはほとんど明らかにされてきていない。

今回、研究グループは同問題の解決に向け、視床から大脳への投射に着目し、発達期の視床に発現する遺伝子をマイクロアレイなどの遺伝子工学の手法を活用して網羅的探索を行った。

結果、視床ニューロンの軸索から分泌される因子としてニューリチンとVGFを同定。その作用を細胞培養の実験系を用いて解析した結果、これら2つのタンパク質が大脳皮質ニューロンの生存と樹状突起形成を促進させることを明らかにした。

今回の成果は、幼少期において視覚、聴覚、触覚の感覚入力の影響がこれらタンパク質の作用として発現することを意味するものであり、研究グループでは、子供の脳発達の仕組みや自閉症などの精神神経疾患における環境要因の役割の解明にも光明をもたらすことが期待されるとコメントしている。