広報活動

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2009年7月10日

独立行政法人 理化学研究所

神経細胞の突起が伸びる方向を指示する物質を同定

-幅約10μm領域でのイノシトール三リン酸(IP3)の濃度こう配が鍵-

IP3濃度勾配は成長円錐の回りこみを誘発する

脳の記憶、学習をはじめ、視聴覚などの五感情報を受け取り、考え、行動を起こすために、ヒトは神経回路を整備する必要があります。この神経回路は、神経細胞から伸びた神経突起を精巧に配置することで、構築されていきます。1986年、神経突起を引き寄せる神経成長因子というタンパク質を発見したR・レーヴィ・モンタルチーニ博士らにノーベル生理学・医学賞が授与されました。成長円錐と呼ばれる神経突起の先端が、神経成長因子などの細胞外の標識の濃度の違いを認識し、目的の方向へ移動し、精巧な神経回路網が構築される現象が明らかとなったわけです。しかし、神経突起が伸びる方向を転換する分子メカニズムは、解くことができずに長年の謎となっていました。

脳科学総合研究センター神経成長機構研究チームと発生神経生物研究チームは、神経細胞の微細領域(幅約10μm)でイノシトール三リン酸(IP3)濃度のこう配を検出することに成功、この濃度こう配が神経突起の伸びる方向を変えていることを世界で初めて発見しました。この実験では、 IP3感受性タンパク質を成長円錐に組み込み、この成長円錐の片側に神経成長因子を投与し、細胞外の神経成長因子の濃度こう配が、細胞内のIP3の濃度こう配を作り出すことを見いだしました。さらに、成長円錐の内部にIP3の濃度こう配を人工的に作製すると、神経成長因子が存在しない状況であっても、成長円錐がIP3濃度が高い方に回りこむことを観測しました。複雑な神経回路の構築に欠かせない、神経突起を正しい方向に導くシグナルの伝達メカニズムを明らかにすると共に、損傷した神経回路を修復するための、技術開発を可能とする成果として注目されます。同時に免疫系や腫瘍(しゅよう)など、非神経細胞が移動するメカニズムの解明に概念を提供するものとして期待できます。

理化学研究所
脳科学総合研究センター 神経成長機構研究チーム
チームリーダー 上口 裕之(かみぐち ひろゆき)
Tel: 048-467-6137 / Fax: 048-467-9795