脳のなかで神経細胞がネットワークを作るとき、神経の成長をコントロールするのは成長円錐と呼ばれる手のような形をした部分です。脳のなかで成長円錐は活発に動いて周囲の状況を把握し、神経ネットワークの形成を試みます。今回、本学大学院医歯学総合研究科神経発達学分野の侯旭濱特任助教、杉山清佳准教授らの研究グループは、新たな因子coactosin（コアクトシン）がアクチン細胞骨格（注1）に働きかけ、成長円錐の動きを活発にすること、さらに、成長円錐の前に伸びる動きをコントロールし、神経軸索（注2）の成長を促すことを発見しました。最近の研究から、coactosinは神経細胞だけでなく、がん細胞や免疫細胞の動きにも関わることが推測されています。この因子の作用を可視化した本成果は、今後、身体のなかで細胞の動きを制御するために重要と考えられます。この研究は同研究科神経生化学分野の野住素広講師、五十嵐道弘教授、東北大学の仲村春和教授との共同研究で行われました。

本研究成果のポイント

• 超解像度顕微鏡により神経細胞と新規因子の動きを同時に可視化した。
• 新たなアクチン細胞骨格因子coactosinの働きによりアクチンの動きが活発になること、アクチンの動きの活発化により神経軸索が成長することを発見した。
• coactosinがないとアクチンの動きと神経軸索の成長が止まることを発見した。

【用語解説】
（注1）アクチン細胞骨格：
アクチン重合体（F-actin）が集まって作られる、細胞の骨組み。アクチン重合体は束のように集まり、また網のように分かれて複雑に骨組みを作ります。アクチン重合体の分解・構築には、coactosinやcofilinのように、直接結合する因子が必要です。また、アクチン重合体の束や網を作るためには、他の因子も加わります。アクチン細胞骨格は、細胞の形を作り、動きを作り出すために非常に大切だと考えられています。アクチン重合体の働きは筋肉の収縮の研究から発見されましたが、今ではすべての細胞でその重要性が明らかとなっています。

（注2）神経軸索：
神経細胞は複雑な突起を持っていますが、このうち、情報の伝達に関する細くて長い突起を軸索といいます。軸索は成長円錐の働きで長く成長して、標的となる別の神経細胞を認識してネットワークを作ります。軸索は1つの神経細胞で1本しかなく、損傷を受けた際の再生にも成長円錐の働きが関係しますが、成長円錐の機能が維持できないと変性してしまいます。脳機能の再構築などにも、この仕組みが関係すると想定されています。

研究内容の詳細

脳の形成時に神経細胞の突起の伸ばし方を決める因子を発見（PDF：1.3MB）

論文情報

【掲載誌】Frontiers in Cell and Developmental Biology
【論文タイトル】Coactosin Promotes F-Actin Protrusion in Growth Cones Under Cofilin-Related Signaling Pathway
【著者】Xubin Hou, Motohiro Nozumi, Harukazu Nakamura, Michihiro Igarashi and Sayaka Sugiyama
【doi】10.3389/fcell.2021.660349

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