発達期の神経回路では、一時的に軸索の枝分かれが過剰に形成されてたくさんのシナプスがつくられた後、不要な接続が間引かれ、必要な接続が強化されていきます。この現象は学習の臨界期や自閉症、統合失調症などとも関係していると考えられていますが、複雑に入り組んだ軸索の形態を個別に可視化することが技術的に難しかったことから、十分に研究が進んでいませんでした。
私達はシナプス発達の研究モデルとして長年使われてきたニワトリ胚の毛様体神経節に着目し、最先端のイメージング手法や遺伝子工学的手法を駆使して軸索投射の発達過程を可視化・操作できる実験システムを確立しました(
Egawa et al., 2013)。このモデルを使って、発達期に軸索投射が刈り込まれる仕組みについて研究しています。
この画像は、Brainbowという方法で様々な色の蛍光タンパク質をランダムに発現させることで、14日胚の神経節(直径約0.7mm)に投射する軸索を可視化したものです。たくさんの丸い蕾のような形状のものはカリックスと呼ばれる巨大なシナプス前終末で、それぞれが接続相手であるシナプス後ニューロンの細胞体を覆い囲んでいます。