ニューロンはシナプス伝達する相手ニューロンをどのように選び出しているのか？

　日常生活での肉体や精神の働きは脳神経の機能に依存しています。脳神経系は、脳の異なる領域間をニューロンとニューロンが適切に接続する神経回路網でできており、神経回路網のニューロンが電気的に興奮して神経線維上を情報が伝わります。2つのニューロンが連絡するシナプスでは、神経伝達物質と呼ばれる化学物質を介して神経情報が伝達されます。神経伝達物質はまず「前シナプス」ニューロンの小胞（ごく小さな袋状の構造）に集められた後、シナプス間隙に放出され、最終的には隣接するニューロン、つまり「後シナプス」ニューロンに取り込まれて化学的伝達を完了します。神経回路シナプスの形成と成熟は様々な生命現象に必要ですが、シナプスでニューロンがどのように互いを認識して適切な情報伝達を行っているのか、十分には明らかではありませんでした。

　Neuron誌6月5日号に掲載予定の論文で、細胞シグナルユニットの山本雅教授および星名直祐研究員とその同僚らは、大脳基底核と大脳皮質を結ぶ神経回路においてシナプスの配置を調節するタンパク質を同定しました。具体的には、皮質－基底核神経回路に存在する特定のニューロンは、双方がPCDH17タンパク質を発現しているためにお互いを認識することを山本教授らは発見したのです。また、PCDH17は皮質－基底核回路における適切なシナプス形成を促進するのに加え、2つのニューロンがシナプス結合する際に、「前シナプス」ニューロンにおいて神経伝達物質を含む小胞の集合を調節していることも明らかにしました。

　大脳基底核と大脳皮質間での情報伝達は、運動、学習、感情および意欲に関わる脳の機能を働かせるのに不可欠です。皮質－基底核回路に関わる機能不全は、パーキンソン病、強迫性障害、統合失調症およびうつ病といった身体的・精神的疾患につながることが知られています。実際に星名直祐研究員は、マウスにストレスを与える実験からPCDH17を欠失するマウスが抗うつ行動をとることを見出し、PCDH17タンパク質の機能不全がうつ病の発症に関わっている可能性があると指摘しています。

　「脳というのはとてつもなく複雑な器官です。皮質－基底核回路が正常に機能する正確なメカニズムを明らかにすることにより、うつ病のような神経疾患に対するすぐれた治療法の確立が現実のものになってくると期待できます」と山本教授は言います。