「樹状突起スパイン：生化学と生理学（生物物理学）の新たな出会い」

河西春郎 先生
（東京大学大学院医学系研究科 疾患生命工学センター 教授）

樹状突起スパインは大脳錐体細胞のグルタミン酸作動性シナプスの後部構造であり、著しい多型性がある。この構造の中には生化学者の興味を集める分子が集積しているが、それらの分子の役割はまだ大筋謎である。

我々は単一スパインを刺激する２光子励起グルタミン酸法を用いて、シナプス機能やその可塑性がスパイン形態とその可塑性に深く結びついている様子を明らかにしてきている。これには蛋白質合成も関与している。この構造機能連関の根底にはスパイン形態を作るのはアクチン繊維であり、かつグルタミン酸受容体の機能発現にもアクチン繊維が必須であるという事情がある。そこで、単一スパインのアクチン繊維動態を２光子励起標識法で解析すると、多重のアクチン構築が明らかとなり、スパインは可塑性の際はもとより、常時力を出している構造であることがわかってきた。

２光子顕微鏡で脳の活動を細胞レベルで直接見る研究、そしてまた刺激する研究で、脳の描像は変わりつつある。こうした方法論を用いて大脳シナプス機能（生理学）の分子基盤（生化学）や精神疾患との関係や脳高次機能との関係の解明は今後目覚ましく進展していくと考えられる。