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発生:分泌型セマホリンは生後動物中枢神経系の樹状突起棘の分布や形態形成を調節する

Nature 462, 7276 doi: 10.1038/nature08628

哺乳類CNS(中枢神経系)の興奮性シナプスの大多数は樹状突起棘の上に作られ、棘の形態や分布は、シナプス伝達やシナプス統合、可塑性に重要な役割をもつ。本論文では、分泌型セマホリンであるSema3Fが、棘の発達やシナプス構造に対する負の制御因子として働くことを示す。Sema3F、およびそのホロ受容体の構成要素であるニューロピリン2(Npn-2、別名Nrp2)とプレキシンA3(PlexA3、別名Plxna3)をコードする遺伝子にヌル変異があるマウスでは、海馬歯状回(DG)の顆粒細胞(GC)や皮質第V層錐体ニューロンで、棘の数や大きさが増し、棘の分布に異常がみられた。また、in vitroの分離したニューロンにSema3Fを投与すると、棘や興奮性シナプスの消失が促進され、Npn-2−/−脳切片では、皮質第V層やDGのGCでmEPSC(微小興奮性シナプス後電流)の出現頻度が増していた。対照的に、Sema3Fとは別のSema3A–Npn-1/PlexA4シグナル伝達カスケードは、皮質第V層ニューロンの基底樹状突起の分枝を調節するが、棘の形態形成や分布には影響を及ぼさない。このような分泌型セマホリンの全く異なる影響は、Npn-2の先頭樹状突起への、およびNpn-1(別名Nrp1)の皮質錐体ニューロン全樹状突起への限定された局在を反映している。したがって、Sema3Fシグナル伝達経路は特定の樹状突起について棘分布を調節しており、異なる種類の分泌型セマホリンによるシグナル伝達現象が、棘形態形成、シナプス形成、樹状突起形態の複雑化を非一様的に調節して、CNSの結合形成を統合している。

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