哺乳類大脳皮質形成過程では、脳室帯で誕生した興奮性ニューロンは脳表層に向けて移動し、最表層である辺縁帯に到達すると移動を停止する。それにより後続のニューロンが停止したニューロンを追い越して最表層に到達し、多種サブタイプから成る層構造を形成する。ニューロン移動停止はその実現に貢献する重要なステップであるが、その制御機構には不明な点が多く残されている。応募者はこれまでに、大脳皮質形成において多様な機能を有するリーリンシグナルに着目し、リーリン受容体VLDLRが辺縁帯でのニューロン移動停止に必要であることを報告した (Hirota et al., 2020)。さらに、表層付近でのニューロン移動停止が辺縁帯に存在する複数のニューロン反発因子により制御されることを見出した。本研究ではニューロン反発因子であるコンドロイチン硫酸プロテオグリカン（CSPG）に着目し、まず培養下において移動ニューロンがCSPGから強い反発を受けることを明らかにした。この際、VLDLRの局在を調べたところ、細胞体に比べて突起へ局在する傾向がみられた。このことは、CSPGによる反発作用にリーリンシグナルが関与する可能性を示唆している。また、CSPGの受容体として知られる分子のうち、辺縁帯直下の移動ニューロンに発現するPTPRS,PTPRF/LARがニューロン移動に関与することを昨年度までに見出していたが、リーリン過剰発現による凝集塊形成と同時にKDしたところ、凝集塊内部の中空構造の形成が不完全になった。このことから、CSPGによりニューロン移動と辺縁帯形成が制御されている可能性が示唆された。
During neocortical development, excitatory neurons generated in the ventricular zone migrate towards the pial surface. Neurons stop migrating when they reach at just beneath the marginal zone, then following neurons pass through preceding neurons to establish superficial layers, resulting in a so-called "inside-out" pattern. This layer formation is regulated by several signaling cascades, including the Reelin signaling. Reelin is a glycoprotein mainly secreted by Cajal-Retzius neurons in the marginal zone. We recently showed that, Vldlr, one of major Reelin receptors, has essential roles in the termination of neuronal migration beneath the marginal zone. We also found the several repulsive molecules are highly expressed in the marginal zone, suggesting their roles in the termination of neuronal migration. In present study, we focused on the CSPG and found that migrating neurons are repelled by CSPG in vitro. Notably, VLDLR preferentially localized to neurite compared to cell body, suggesting that Reelin signaling is involved in neuronal repulsion mediated by CSPG. We also found that two CSPG receptors, PTPRS and PTPRF/LAR is required for the cell aggregation caused by overexpression of Reelin, suggesting that CSPG controls neuronal migration formation of marginal zone during neocortical development.