慶應義塾大学、脳の情報伝達に新たな発見！グルタミン酸受容体の驚くべきシナプス形成能力を解明

脳の記憶・学習を司る、グルタミン酸受容体の驚くべき働き

慶應義塾大学医学部生理学教室の柚﨑通介教授、掛川渉准教授らの研究グループは、脳内の神経細胞間の情報伝達を担う「グルタミン酸受容体」が、シナプスの形成・維持にも重要な役割を果たしていることを、マウスを用いた実験で明らかにしました。

私たちの脳では、神経細胞がシナプスを通じて互いに繋がり、様々な高次脳機能を支える神経回路が形成されています。シナプス形成に関わる分子の働きを解明することは、高次脳機能や精神神経疾患の病態解明に繋がる重要な課題です。

研究グループは、これまで小脳をモデルとして、シナプス形成に関わる分子「C1ql1」や「Bai3」を発見してきました。今回の研究では、イオンチャネルとして知られるカイニン酸型グルタミン酸受容体（KAR）が、C1ql1やBai3と複合体を形成し、シナプス形成分子として機能することを明らかにしました。

KARを欠損した遺伝子変異マウスでは、シナプス形成が阻害され、運動学習能力が著しく低下しました。しかし、この変異マウスにイオンチャネル部位を欠いたKARを導入すると、成熟した脳でも新たなシナプスが形成され、記憶能力が劇的に改善されました。

この発見は、KARが単に情報伝達を担うだけでなく、シナプスの形成・維持にも深く関与していることを示唆しています。KAR遺伝子の変異は、てんかんや統合失調症など、様々な精神神経疾患で報告されています。今回の研究成果は、これらの疾患の病態理解や治療法開発に繋がる可能性を秘めています。

今後の期待

研究グループは、今回の発見を基に、KARのシナプス形成における詳細なメカニズムを解明し、精神神経疾患の治療法開発へと繋げたいと考えています。また、KARを標的とした新たな治療薬の開発も期待されます。

今回の研究成果は、脳の複雑な機能の解明に大きく貢献するだけでなく、精神神経疾患の治療に新たな光を灯すものとして注目されています。