神経ネットワーク活動を統合するメカニズムを解明：医療技術ニュース

慶應義塾大学は、神経ネットワーク活動の統合に必須であり、てんかんや自閉症を引き起こす原因の1つと考えられるカイニン酸受容体が、シナプスに組み込まれるメカニズムを解明したと発表した。

[MONOist]

　慶應義塾大学は2016年4月29日、神経ネットワーク活動の統合に必須であり、てんかんや自閉症を引き起こす原因の1つと考えられるカイニン酸受容体が、シナプスに組み込まれるメカニズムを解明したと発表した。同大学医学部の柚﨑通介教授と松田恵子講師らによるもので、成果は同月28日に米科学誌「Neuron」のオンライン速報版で公開された。

　人間の脳では、神経細胞がつなぎ合わさるシナプスでグルタミン酸が放出され、その次の神経細胞のグルタミン酸受容体に結合することで興奮が伝達される。このグルタミン酸受容体のうち、カイニン酸受容体は、記憶・学習に重要な海馬の中の、歯状回顆粒細胞の軸索（苔状線維）とCA3錐体細胞が形成するシナプスに特に多く存在し、海馬の神経ネットワーク活動の統合に必須の働きをする。そして側頭葉てんかんでは、苔状線維が異常なシナプスを新たに形成し、カイニン酸受容体の活動を介しててんかんの発生源となる。しかし、苔状線維が形成するシナプスにのみ、カイニン酸受容体が組み込まれるメカニズムは明らかにされていなかった。

　同研究グループは、海馬歯状回顆粒細胞に発現するC1ql2とC1ql3（シーワンキューエル2と3）というタンパク質に注目した。まず、C1ql2とC1ql3は、海馬の歯状回顆粒細胞で合成され、苔状線維から分泌されて苔状繊維―CA3錐体細胞シナプスに限定して存在することが分かった。そして、C1ql2とC1ql3遺伝子を欠損するマウスでは、苔状繊維―CA3錐体細胞シナプスそのものは正常に形成されたが、このシナプスに多量に存在するはずのカイニン酸受容体がほぼ消失した。

　つまり、従来考えられていたのとは異なり、シナプス前部の苔状線維が分泌するC1ql2とC1ql3が、シナプス後部のCA3錐体細胞に存在するカイニン酸受容体に直接働きかけて集積させる、という機構であることを発見した。また、C1ql2やC1ql3は、苔状線維に存在するNeurexin3というタンパク質にも同時に結合することをも明らかにした。シナプスを挟んだ形でNeurexin3―C1ql2/3―カイニン酸受容体という三者複合体を形成することで、シナプスの機能を制御すると考えられる。

　さらに、C1ql2とC1ql3を欠損したマウスにてんかんを人工的に誘導する刺激を与えると、苔状線維の異常シナプスが歯状回顆粒細胞上に形成されるものの、カイニン酸受容体はこのシナプスに動員されず、てんかん発作が起こりにくくなることが分かった。

　C1ql2とC1ql3によるシナプスへのカイニン酸受容体の動員と機能制御機構の解明は、てんかんや自閉症などの病態究明につながる可能性があり、原因解明や治療法開発に役立つことが期待されるとしている。