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神経:マウス嗅球の機能的神経回路を決める匂い物質受容体

Nature 419, 6904 doi: 10.1038/nature01001

哺乳類の嗅覚系は、鼻腔上皮上の知覚ニューロンが発現する多数の異なる種類の受容体を用いることで、何千種もの匂い物質を検出し、識別する。これらのニューロンから主嗅球への投射軸索は、左右嗅球それぞれの中の二つの離れた領域で、よく似た様式の糸球体構造を作り、左右鏡面対称的な匂い物質受容体投射マップを構築している。匂い物質受容体が、嗅球内での神経回路を決定しているかどうかを調べる目的で、機能の特定されている受容体r17が別の受容体遺伝子座M71に置き換わるよう遺伝子改変したマウス系統(rI7rM71)を作り、その性質を調べた。その結果、受容体分子種の発現部位が異所的であるにもかかわらず、形成される糸球体はr17受容体に結合する匂い物質に対して応答性を示し、僧帽細胞/房飾細胞の樹状突起からのシナプス後神経支配を呼び込んで、r17受容体に特徴的な反応性を、当該細胞に付与した。また、rI7rM71マウスの糸球体入力を受ける外側房飾細胞は、内側および中位糸球体を結びつける正確な嗅球内投射を形成した。これは、機能的に等価な協調糸球体集団が成立する分子基盤を示している。結論として、嗅上皮ニューロンの、それぞれ特定の匂い物質受容体を発現する個別性が、糸球体の投射収斂性と機能ばかりでなく、嗅球内の機能的回路形成をも決定しているといえる。

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