哺乳類の大脳新皮質の神経細胞は脳室面近くで誕生後、脳表面近くへと移動し、６層構造を形成する。その際、脳表面の辺縁帯直下において、遅生まれの神経細胞は早生まれの神経細胞を追い越す結果、早生まれ細胞ほど深層に、遅生まれ細胞ほど表層近くに配置されることが知られている（inside-out様式）。この層形成過程はリーリン分子やその下流因子Dab1によって制御され、その経路の欠損は大脳皮質層構造の全体的な逆転を引き起こすことが知られている。遅生まれ、すなわち本来浅層に配置されるべき神経細胞はDab1が欠損しても皮質板に進入できるが、Dab1は移動細胞内在的に機能すると考えられており、なぜリーリン/Dab1欠損マウスで層構造が逆転するのか不明であった。本研究で我々は、Dab1 floxマウスに子宮内電気穿孔法（EP）でCreを導入し、早期と後期の神経幹細胞でそれぞれDab1を欠損させる実験を行った。その結果、ラベルされたDab1欠損神経細胞は早期EPでサブプレート直下に停止し、後期EPでサブプレートを越えて皮質板に進入した。しかしながら、早期EPにおいて、浅層神経細胞マーカー陽性の遅生まれ神経細胞が頻繁にサブプレート直下に多数滞留することを新たに見出した。早期EPの効率の低減や、早生まれ細胞へのDab1発現ベクターの導入を行なったところ、浅層神経細胞の滞留は見られなくなった。以上の結果は、Dab1を欠損した早生まれ神経細胞は、異常な凝集をすることによって、後輩の遅生まれ神経細胞の移動（通過）を阻害することを示唆する。リーリン-Dab1シグナルは、移動途中の異常な細胞間相互作用を防ぐことによって後輩神経細胞の通過を可能にし、inside-out様式での細胞配置を実現していると考えられた。これらの結果は、Dab1が実は細胞外に影響する重要な機能を有していることを意味する。
The mammalian neocortex has a 6-layered cytoarchitecture, where early- and late-born neurons are positioned deeply and superficially, respectively. Inverted lamination has been observed in mice defective in the Reelin/Disabled-1 (Dab1) pathway. Considering that Dab1-deficient superficial layer neurons can migrate into the Dab1 +/+ cortical plate and that Dab1 is thought to function cell-autonomously, it is unclear why superficial layer neurons are positioned below deep layer neurons in Reelin/Dab1-deficient mice. Here, we reconfirmed that Dab1 -/- superficial layer neurons enter the cortical plate using in utero electroporation on embryonic day (E) 14.5 Dab1-floxed mice. Electroporation in E12.5 Dab1-floxed mice reconfirmed that many deep layer neurons were mispositioned below the subplate. We also found an accumulation of Dab1-deficient superficial layer neurons below the cortical plate in many of these brains, in which deep layer neurons below the subplate showed high cell density. These phenotypes were rescued by decreasing the knockout probability and by expressing Dab1 in deep layer neurons. These observations suggest that cell-dense Dab1 -/- deep layer neurons prevent Dab1 -/- superficial layer neurons from entering the cortical plate. This reflects a non-cell-autonomous function of Dab1 and may explain the preplate splitting failure and outside-in lamination observed in Reelin/Dab1-deficient mice.

申請種類 : 福澤基金研究補助