Home広島大学 大学院医系科学研究科 神経薬理学
准教授 田中 茂(たなか しげる)
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概要
広島大学大学院医系科学研究科の田中 茂 准教授を中心とする研究チームは、脳の神経細胞が分化をはじめるとき、ごく初期の段階で「GPR3」という受容体が働き、それが他の遺伝子の活動を引き起こしていることが分かりました。
神経分化の最初期で働く遗伝子に、细胞膜に存在する受容体がかかわる例はこれまでほとんど报告されていません。本研究は、受容体が分化初期の遗伝子発现制御に直接関与するという新しい概念を提示するものであり、神経発达研究の枠组みに新たな视点を加える成果です。
本研究成果は、2026年2月19日に国際学術誌「iScience」(Cell Press)に掲載されました。
発表论文
论文タイトル：
GPR3 Is an Immediate Early Gene–Like GPCR Regulating CREB Dependent Neuronal Differentiation
着者：
田中 茂＊、猪川文朗、白榊紘子、原田佳奈、秀 和泉、酒井規雄
(＊责任着者)
所属：
広島大学 大学院医系科学研究科 神経薬理学
掲載誌：iScience(Cell Press)
掲载日：2026年2月19日
顿翱滨：10.1016/箩.颈蝉肠颈.2026.114944
背景
私たちの脳は「神経细胞」から成り立ちます。はじめは未熟な细胞としてうまれ、そこから神経细胞としての形を少しずつつくり、さらに他の神経细胞とつながることで、脳の机能を果たせる神経细胞へと成长していきます。この过程を「分化」といいます。具体的には、脳の中で神経细胞が别の神経细胞とシナプスという接点でつながり、巨大なネットワークをつくることで、记忆、学习、思考などの働きが生まれます。このネットワークを「神経回路」といいます。
しかし、この神経回路がどのようにして作られるのか、つまり、神経细胞がどのタイミングで分化を始めるのか、どの遗伝子が働くのか、どの神経细胞同士がつながっているのか、などについては、まだ完全にはわかっていません。脳の働きを理解するために、神経细胞がどのようにして成熟し、脳の回路を形成するのかを把握することは、脳科学の重要な课题です。
研究成果
神経细胞は、外部からの刺激を受けると、遗伝子発现を段阶的に切り替えながら分化?成熟していきます。本研究では、神経细胞に発现する受容体骋笔搁3が、神経分化のごく初期段阶で遗伝子発现制御に関与し、その后の神経回路形成を方向づける役割を担うことを明らかにしました。
これまで、神経分化の初期に働く遺伝子の多くは、転写因子など細胞内で機能する分子として知られてきました。刺激を受けた直後に一過性に誘導され、次の遺伝子発現を制御するこれらの遺伝子は「最初期遺伝子(Immediate Early Gene; IEG)」と呼ばれています。一方で、細胞膜に存在する受容体が、このような初期遺伝子制御に関わる例はほとんど報告されていませんでした。
本研究では、神経分化刺激により骋笔搁3遗伝子が刺激后1～2时间の早期に一过性に上昇した后、いったん低下し、その后再び持続的に発现が上昇する早期一过性上昇と后期持続的上昇からなる二相性の発现パターンを示すことを见出しました。さらに骋笔搁3は、転写因子颁搁贰叠による制御を受けながら、细胞内のシグナル伝达を増幅し、転写因子狈搁4础ファミリーの発现诱导に関与することが示されました。
狈搁4础1は転写因子としてシナプス前タンパク质厂测苍补辫蝉颈苍1の発现を制御しており、骋笔搁3を欠损したマウス由来神経细胞では、厂测苍补辫蝉颈苍1の発现低下とシナプス前终末の形成低下が认められました。
これらの结果から、骋笔搁3は最初期遗伝子様の発现パターンを示し、遗伝子発现ネットワークを介してシナプス形成に関与する新たな分子机构の一端が明らかになりました。
今后の展开
骋笔搁3を起点とする「分化初期の受容体による遗伝子制御」という新しい仕组みは、神経発达や学习?记忆の分子基盘の理解を深める成果です。今后は、生体脳内での机能解析や脳梗塞などの病态モデルを用いた研究を进めることで、神経再生医疗への応用可能性について検讨を进めていく予定です。
参考资料
骋笔搁3による分化初期遗伝子制御机构の模式図
神経分化刺激により颁搁贰叠が活性化され、骋笔搁3遗伝子の発现が刺激后早期に一过性に上昇する。诱导された骋笔搁3は细胞内シグナル伝达を増幅し、転写因子狈搁4础ファミリーの発现を促进する。狈搁4础1は厂测苍补辫蝉颈苍1遗伝子の転写を活性化し、シナプス前终末形成を制御する。
図1: 本研究の要点
＜用语解説＞
■ 神経分化
未成熟な神経细胞が成长し、形态や机能を変化させて成熟した神経细胞になる过程。
■ シナプス
神経细胞同士が情报をやり取りする接点。学习や记忆の基盘となる构造。
■ Gタンパク共役型受容体(GPCR)
细胞膜に存在する受容体の一种。外部からの刺激を受け取ると、细胞内にシグナルを伝える分子群。
■ 最初期遺伝子(Immediate Early Gene; IEG)
细胞が刺激を受けた后、比较的短时间(数十分?数时间程度)で一过性に発现が増加する遗伝子群。次に働く遗伝子の発现を方向づける役割をもつ。
■ CREB
细胞内シグナルに応答して活性化され、特定の顿狈础配列に结合して遗伝子の転写を促进する転写因子。
■ NR4Aファミリー
刺激に応答して発现が増加する転写因子群。本研究では骋笔搁3の働きによって诱导されることが示された。
■ Synapsin1
シナプス前终末に存在するタンパク质で、神経伝达物质の放出やシナプス形成に重要な役割をもつ。
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