発達期の樹状突起刈り込みを制御するシナプス競合のメカニズム

Mechanisms of synaptic competition for developmental dendrite pruning

　哺乳類の神経系において，神経細胞は発達初期に過剰なシナプスを形成した後，神経活動依存的なリモデリングを行うことで回路を精緻化する．ここでは，異なる入力を受けるシナプスが互いに競合することで，あるシナプスが安定化される一方，他方のシナプスが刈り込まれる．神経活動依存的な安定化はヘブ則に基づいて生じると考えられているが，シナプス刈り込みを制御するシナプス競合の実体はまったく不明なままであった．発達期の嗅球において，僧帽細胞は刈り込みによって単一の主樹状突起を形成する．本研究では，この過程にグルタミン酸性の自発神経活動が必要であることを見出した．さらにNMDA受容体を介した局所シグナルがRhoAを抑制し，入力を受けた主樹状突起を刈り込みから保護する一方，脱分極により活性化されるRhoAが残りの樹状突起を刈り込むことを明らかにした．同様のシグナルはバレル皮質の第4層の受容野形成においても必要であった．本研究により，NMDA受容体-RhoAシグナルに依存したシナプスの局所的な保護機構と側方抑制こそがシナプス競合の実体であり，神経細胞の受容野形成の普遍的な原理であることが明らかになった．