Research Abstract
ダブルコルチン類似キナーゼは樹状突起の改変を促進しシナプスの成熟を抑制する
樹状突起の伸びとシナプス形成との協調は、正常なニューロンのつながりの確立に不可欠だ。本研究では、ダブルコルチン様キナーゼが、遠位の樹状突起の成長を促進しつつ、グルタミン作動性シナプスの成熟を抑制することで、こうした協調を達成することが明らかになった。
Doublecortin-like kinase enhances dendritic remodelling and negatively regulates synapse maturation
2013年2月5日 Nature Communications 4 : 1440 doi: 10.1038/ncomms2443
樹状突起の形態形成や、樹状突起上の的確な位置へのシナプス形成は、正しい神経結合の確立に不可欠である。最近のイメージング研究で、変化の大きい樹状突起遠位分枝が、新たなシナプスの追加によって安定化するという証拠が得られている。しかし、樹状突起の成長やシナプスの成熟にかかわる分子については、未同定のものが多い。本報告では、微小管結合領域とキナーゼ領域を持つキメラ分子であるダブルコルチン類似キナーゼが、分化した神経細胞で2つの異なる役割を持つことを示す。第一に、このキナーゼは遠位樹状突起に局在し、微小管の束化を強めて突起伸長を促進する。第二に、この分子はキナーゼ領域によるPSD-95タンパクの減少と、微小管結合領域による樹状突起棘の構造的成熟の阻害という複数の経路を通じてシナプスの成熟を抑制する。このように、ダブルコルチン類似キナーゼは、遠位樹状突起に局在して樹状突起伸長とシナプス成熟の局所的制御を行うことにより樹状突起の発達を調節する重要な分子だといえる。
申 義庚1, 柏木 有太郎1, 栗生 俊彦2, 岩崎 広英1, 田中 輝幸3, 古泉 博之4, Joseph G. Gleeson4 & 岡部 繁男1
- 東京大学大学院 医学系研究科 神経細胞生物学分野
- 徳島文理大学 香川薬学部 神経科学研究所
- 東京大学大学院 医学系研究科 発達医科学分野
- カリフォルニア大学サンディエゴ校（米国）
Dendritic morphogenesis and formation of synapses at appropriate dendritic locations are essential for the establishment of proper neuronal connectivity. Recent imaging studies provide evidence for stabilization of dynamic distal branches of dendrites by the addition of new synapses. However, molecules involved in both dendritic growth and suppression of synapse maturation remain to be identified. Here we report two distinct functions of doublecortin-like kinases, chimeric proteins containing both a microtubule-binding domain and a kinase domain in postmitotic neurons. First, doublecortin-like kinases localize to the distal dendrites and promote their growth by enhancing microtubule bundling. Second, doublecortin-like kinases suppress maturation of synapses through multiple pathways, including reduction of PSD-95 by the kinase domain and suppression of spine structural maturation by the microtubule-binding domain. Thus, doublecortin-like kinases are critical regulators of dendritic development by means of their specific targeting to the distal dendrites, and their local control of dendritic growth and synapse maturation.
