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「さする」と反応、神経の突起を伸ばす新たな分子メカニズムを解明―神経の細胞伸展の感知センサーを発見―/自然科学研究機構 生理学研究所.

TRPV2 enhances axon outgrowth through its activation by membrane stretch in developing sensory and motor neurons
Koji Shibasaki, Namie Murayama, Katsuhiko Ono, Yasuki Ishizaki and Makoto Tominaga
米国神経科学学会 誌(ジャーナルオブニューロサイエンス)3月31日号
群馬大学大学院医学系研究科の柴崎貢志講師は、生理学研究所の富永真琴教授らとの共同研究で、神経が伸びていく際に重要なセンサー、「TRPV2(トリップブイ2)」タンパク質の働きを解明したと発表した。

ニワトリの神経の実験を通して、TRPV2は、「さする」などの物理的な力がかかったときに働き、神経が突起を伸ばすことを 助けていることを確認した。3月 31日づけの米国神経科学会誌に掲載された。

ニワトリの脊髄の神経細胞から突起が伸びていく様子。TRPV2センサーがない場合と比べるとTRPV2センサーがある場合には、長く突起が伸びることがわかる(右図、三角)。もともと、TRPV2センサーは成体の感覚神経において、熱を感じる熱センサーとして知られていた。胎児期(生まれる前)には、伸展感知センサー・神経突起伸長センサーとして機能し、出生後に熱センサーとして機能するようになることがわかった。ある働きを持つセンサーが別の働きを持つようになることを、「モーダルシフト」と呼ぶ。

ニワトリの脊髄の神経細胞から突起が伸びていく様子。TRPV2センサーがない場合と比べるとTRPV2センサーがある場合には、長く突起が伸びることがわかる(右図、三角)。もともと、TRPV2センサーは成体の感覚神経において、熱を感じる熱センサーとして知られていた。胎児期(生まれる前)には、伸展感知センサー・神経突起伸長センサーとして機能し、出生後に熱センサーとして機能するようになることがわかった。ある働きを持つセンサーが別の働きを持つようになることを、「モーダルシフト」と呼ぶ。

TRPV2タンパク質は、熱を感じる分子センサーとして知られるタンパク質。だが突起を伸ばそうとする神経では「さする」などの伸展を促す物理的な刺激を感じる「細胞伸展センサー」として働くという。人では脊髄の坐骨神経は1m近くあるが、これもTRPV2センサーが働くことで、突起を伸ばし、体の中で最も長い神経突起を出すことができることを明らかにた。傷ついた神経が再び突起を伸ばしていくためにも重要な役割を果たすと考えられる。

TRPV2センサーは細胞が伸びると反応する伸展感知センサー。神経細胞をシリコン膜の上で培養したところ、TRPV2センサーを持つ細胞(一番左側の" 赤色"蛍光タンパク質を一緒に発現させた細胞)は、シリコンをひっぱって細胞を伸ばしたときに反応することが分かった。図はカルシウム・イメージングによって、反応を確かめたもの。伸展感知センサーの機能を使って、神経突起を伸長させていることがわかった。

TRPV2センサーは細胞が伸びると反応する伸展感知センサー。神経細胞をシリコン膜の上で培養したところ、TRPV2センサーを持つ細胞(一番左側の" 赤色"蛍光タンパク質を一緒に発現させた細胞)は、シリコンをひっぱって細胞を伸ばしたときに反応することが分かった。図はカルシウム・イメージングによって、反応を確かめたもの。伸展感知センサーの機能を使って、神経突起を伸長させていることがわかった。

この研究によって、TRPV2センサーが「ひっぱったり」「さすったり」などの物理的な刺激を感じて反応することで、神経の突起が伸びていくことを 促す効果があることが明らかとなった。交通事故などで激しい神経損傷を負った場合に、リハビリをして動かすと何故、運動機能が回復していくのかが分子レベ ルで解明できる可能性があるという。また、打撲などで傷ついた皮膚の神経の損傷部位を自然とさすってしまう行為は、神経の突起の伸びを促し、神経回路の再 生も促す効果があると考えられるとしている。

さらに、TRPV2センサーを薬物などで効果的に刺激できれば、神経の突起の伸びを効果的に促すことができると考えらる。今後、ES細胞やiPS細 胞を用いた最先端の再生医療技術とTRPV2センサー研究を組み合わせて行くことで、神経の再生治療の進展に役立つとしている。

「さすられる」と活性化するTRPV2センサーの働き(まとめ)。神経が伸びていく際には、「ひっぱられたり」、「さすられたり」といった物理的な刺激を感じるのにTRPV2センサーが重要な役割を果たしていることがわかった。成体(おとな)でも、傷ついた神経が突起を伸ばしていく際などの損傷からの回復過程で重要な役割を果たすものと考えられ、神経再生への応用が期待される。

「さすられる」と活性化するTRPV2センサーの働き(まとめ)。神経が伸びていく際には、「ひっぱられたり」、「さすられたり」といった物理的な刺激を感じるのにTRPV2センサーが重要な役割を果たしていることがわかった。成体(おとな)でも、傷ついた神経が突起を伸ばしていく際などの損傷からの回復過程で重要な役割を果たすものと考えられ、神経再生への応用が期待される。

柴崎講師は、

「打撲などをうけて皮膚の神経が傷ついたとき損傷部位を自然となでたりさすったりする行為には、TRPV2センサーを活性化させ、損傷部位の 神経突起の再生を促そうという無意識の意味合いが込められていると考えれば理屈にあっています。リハビリなどで運動神経などの神経回路を回復させ、運動機 能を回復させるためには、このTRPV2センサーの活性化を介した神経突起の再生が重要な役割を果たすものと考えられます。また、ES細胞やiPS細胞を 用いた最先端の再生医療技術と組み合わせて行くことで、神経回路の再生に役立つと期待されます」

と語っているという。



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