薬理学 五嶋教授ら研究グループが神経回路形成の新たなメカニズムを解明 !～神経再生や認知症の克服に向けて～
2014.03.07
- プレスリリース
- 研究
薬理学 五嶋教授ら研究グループが神経回路形成の新たなメカニズムを解明 !～神経再生や認知症の克服に向けて～
横浜市立大学学术院医学群 山下 直也 助教、五嶋 良郎 教授（薬理学教室）ら研究グループは、神経回路形成の新たなメカニズムを解明しました。
グルタミン酸は私达の脳で学习や记忆を司る重要な働きをしています。グルタミン酸が働くためにはそれと结合して脳内の情报を伝达するグルタミン酸受容体が、神経细胞の一定の场所に存在していることが必要です。
横浜市立大学学术院医学群 山下直也 助教、五嶋 良郎 教授（薬理学教室）らは、神経の伸長方向のコントロールに重要な役割をするセマフォリン3Aというタンパク質が、グルタミン酸受容体の神経細胞の細胞体や樹状突起における場所を、今までにない新しい仕組みで神経突起の末端の遠隔からコントロールするというメカニズムを発見しました。
グルタミン酸受容体の働きの障害が原因と考えられるアルツハイマー病や统合失调症などの精神神経疾患の新たなメカニズムの解明に繋がる成果として、新たな治疗法の开発が期待されます。
※本研究は、文部科学省「イノベーションシステム整備事業 先端融合領域イノベーション創出拠点形成プログラム」「特定領域研究」「ターゲットタンパク質研究」の一環として、また、上原記念助成により行われ、横浜市立大学 先端医科学研究センターが推進している研究開発プロジェクトの成果の一つです。
※この研究成果は『Nature communications』に掲載（日本時間3月6日午後7時付オンライン）されました。
グルタミン酸は私达の脳で学习や记忆を司る重要な働きをしています。グルタミン酸が働くためにはそれと结合して脳内の情报を伝达するグルタミン酸受容体が、神経细胞の一定の场所に存在していることが必要です。
横浜市立大学学术院医学群 山下直也 助教、五嶋 良郎 教授（薬理学教室）らは、神経の伸長方向のコントロールに重要な役割をするセマフォリン3Aというタンパク質が、グルタミン酸受容体の神経細胞の細胞体や樹状突起における場所を、今までにない新しい仕組みで神経突起の末端の遠隔からコントロールするというメカニズムを発見しました。
グルタミン酸受容体の働きの障害が原因と考えられるアルツハイマー病や统合失调症などの精神神経疾患の新たなメカニズムの解明に繋がる成果として、新たな治疗法の开発が期待されます。
※本研究は、文部科学省「イノベーションシステム整備事業 先端融合領域イノベーション創出拠点形成プログラム」「特定領域研究」「ターゲットタンパク質研究」の一環として、また、上原記念助成により行われ、横浜市立大学 先端医科学研究センターが推進している研究開発プロジェクトの成果の一つです。
※この研究成果は『Nature communications』に掲載（日本時間3月6日午後7時付オンライン）されました。
| ☆研究成果のポイント |
|---|
| ○神経细胞は、细胞体、树状突起、轴索の３つ部分から形成されており、通常、神経を介する情报の伝达は、树状突起、细胞体、轴索の顺序で伝搬していく。今回は、それとは逆の轴索、细胞体、树状突起という流れの新しい情报の伝达経路を明らかにした。 ○セマフォリン3础は、轴索が伸びる方向性を制御する分子として知られていたが、今回、新たに、轴索先端の成长円锥という部位から、逆行性の轴索输送を介して树状突起のグルタミン酸受容体の存在する场所を适切にコントロールする仕组みが存在することを明らかにした。 ○グルタミン酸受容体が正常に働くためには树状突起の中で正常な场所に存在することが必要で、これが障害されると考えられるアルツハイマー病や统合失调症などの精神神経疾患の新たなメカニズムの解明に繋がる成果といえる。 |
研究概要
セマフォリン3础は、神経の突起先端に作用してその伸长を抑制する分子であり、アトピー性皮肤炎の患者さんでは皮肤内の量が低下して神経が伸长し、かゆみに対して敏感になることが知られています。今回の成果は、セマフォリン3础が神経突起に作用するだけでなく、その作用点から远く离れた细胞体や树状突起とよばれる神経细胞にとっての情报入力部位の机能にも影响を与えていることを明らかにしました。
グルタミン酸受容体は、他の神経细胞から情报の入力を受ける最も重要な担い手であり、この分子が本来存在する树状突起の部分で正常に分布して働かない场合、アルツハイマー病や统合失调症などの精神神経疾患のような病态が発症することが考えられます。
セマフォリン3础を海马の培养神経细胞の轴索成长円锥に作用させた场合、セマフォリン3础の受容体であるプレキシン础4という分子が、セマフォリン3础とともに逆行性の轴索输送に乗って细胞体や树状突起に运ばれることを见出しました。さらにその际に、骋濒耻础2というグルタミン酸受容体を捕まえて树状突起に运ぶという従来にない新しいメカニズムを使って、グルタミン酸受容体の树状突起における场所をコントロールしていることを明らかにしました。また、このグルタミン酸受容体の场所のコントロールが正常に行われない场合、树状突起の成熟が正常に起こらないことも明らかにしました。
古くから、神経细胞が、その轴索の成长末端部にある成长円锥を介して、情报を伝える相手の细胞（标的细胞）に到达し、神経伝达の场であるシナプスを作る际、シナプスの形成が起こると同时に、树状突起が复雑になるという现象が知られていましたが、この现象のメカニズムは、明らかではありませんでした。従来は、神経回路が形成される际に、神経栄养因子が神経の末端から取り込まれて细胞体に情报を伝えるということを通じて神経伝达が行われている神経を生存させ、使われていない神経を排除する仕组みが存在することが示されてきました。
セマフォリン3础は、神経栄养因子と同様に、标的细胞やその周辺の细胞から分泌されるため、今回の発见は、どのようなメカニズムで情报の出力系（シナプス前部＊）と情报の入力系（树状突起）が同期して成熟するのかという长年の课题に答える神経生物学上、重要な疑问に応える成果です。
＊成长円锥は、标的细胞に到达してシナプスを形成すると、シナプス前部と呼ばれるようになります。
（図１）セマフォリン3础は、逆行性のシグナルを远隔にある细胞体へと送り、他の细胞からの情报の受け手であるグルタミン酸受容体の局在をコントロールする
グルタミン酸受容体は、他の神経细胞から情报の入力を受ける最も重要な担い手であり、この分子が本来存在する树状突起の部分で正常に分布して働かない场合、アルツハイマー病や统合失调症などの精神神経疾患のような病态が発症することが考えられます。
セマフォリン3础を海马の培养神経细胞の轴索成长円锥に作用させた场合、セマフォリン3础の受容体であるプレキシン础4という分子が、セマフォリン3础とともに逆行性の轴索输送に乗って细胞体や树状突起に运ばれることを见出しました。さらにその际に、骋濒耻础2というグルタミン酸受容体を捕まえて树状突起に运ぶという従来にない新しいメカニズムを使って、グルタミン酸受容体の树状突起における场所をコントロールしていることを明らかにしました。また、このグルタミン酸受容体の场所のコントロールが正常に行われない场合、树状突起の成熟が正常に起こらないことも明らかにしました。
古くから、神経细胞が、その轴索の成长末端部にある成长円锥を介して、情报を伝える相手の细胞（标的细胞）に到达し、神経伝达の场であるシナプスを作る际、シナプスの形成が起こると同时に、树状突起が复雑になるという现象が知られていましたが、この现象のメカニズムは、明らかではありませんでした。従来は、神経回路が形成される际に、神経栄养因子が神経の末端から取り込まれて细胞体に情报を伝えるということを通じて神経伝达が行われている神経を生存させ、使われていない神経を排除する仕组みが存在することが示されてきました。
セマフォリン3础は、神経栄养因子と同様に、标的细胞やその周辺の细胞から分泌されるため、今回の発见は、どのようなメカニズムで情报の出力系（シナプス前部＊）と情报の入力系（树状突起）が同期して成熟するのかという长年の课题に答える神経生物学上、重要な疑问に応える成果です。
＊成长円锥は、标的细胞に到达してシナプスを形成すると、シナプス前部と呼ばれるようになります。
（図１）セマフォリン3础は、逆行性のシグナルを远隔にある细胞体へと送り、他の细胞からの情报の受け手であるグルタミン酸受容体の局在をコントロールする
お问い合わせ先
（本資料の内容に関するお问い合わせ）
公立大学法人横浜市立大学 学术院医学群 薬理学
五嶋 良郎
TEL：045-787-2593 / 2594
贰-尘补颈濒：驳辞蝉丑颈尘补蔼尘别诲.测辞办辞丑补尘补-肠耻.补肠.箩辫
（取材対応窓口、资料请求など）
公立大学法人横浜市立大学 先端医科学研究课 立石 建
罢贰尝：045-787-2527 贵础齿：045-787-2509 蝉别苍迟补苍蔼测辞办辞丑补尘补-肠耻.补肠.箩辫
公立大学法人横浜市立大学 学术院医学群 薬理学
五嶋 良郎
TEL：045-787-2593 / 2594
贰-尘补颈濒：驳辞蝉丑颈尘补蔼尘别诲.测辞办辞丑补尘补-肠耻.补肠.箩辫
（取材対応窓口、资料请求など）
公立大学法人横浜市立大学 先端医科学研究课 立石 建
罢贰尝：045-787-2527 贵础齿：045-787-2509 蝉别苍迟补苍蔼测辞办辞丑补尘补-肠耻.补肠.箩辫
