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神経:アストロサイトのグリピカン4と6はGluA1 AMPA受容体を介して興奮性シナプス形成を促進する

Nature 486, 7403 doi: 10.1038/nature11059

発生中の中枢神経系(CNS)では、シナプス数と機能の制御が神経回路形成にとってきわめて重要である。我々は以前、アストロサイトが分泌する因子がCNSニューロン間で機能する興奮性シナプスの形成を強力に誘導することを明らかにした。アストロサイトが分泌するトロンボスポンジンは構造を備えたシナプス形成を誘導するが、これらのシナプスは後シナプス活動を行わない。今回我々は、アストロサイト培養上清の生化学的分画化により、グリピカン4(Gpc4)とグリピカン6(Gpc6)が単離網膜神経節細胞ニューロン間で機能的シナプスを誘導可能なアストロサイト分泌シグナルであることを突き止め、アストロサイト培養上清からこれらの分子を欠乏させると後シナプス活動の誘導が著しく低下することを示す。単離ニューロンへのGpc4投与だけで、グルタミン酸作動性シナプス事象の頻度と振幅を増加することができる。これは、AMPA(α-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4-イソキサゾールプロピオン酸)グルタミン酸受容体(AMPAR)のGluA1サブユニットの細胞膜表面における量の増加とクラスター形成によって起こるが、細胞内タンパク質レベルの全体的増加では起こらない。Gpc4とGpc6は、in vivoでは発生中のCNSのアストロサイトで発現され、Gpc4発現は海馬、Gpc6発現は小脳で高度に起こる。また、Gpc4欠損マウスではシナプス形成に欠陥が見られ、発生段階の海馬で興奮性シナプス電流の振幅が減少し、AMPARのシナプスへの動員が低下することがわかった。以上の結果は、グリピカンが、グルタミン酸受容体のクラスター形成および受容性の促進と、後シナプス機能を持つCNSシナプス形成の誘導に必要かつ十分なアストロサイト由来新規分子のファミリーであることを明らかにしている。

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