生体内近接ラベリングによる網膜ニューロンの電気シナプスプロテオームの解明
Uncovering the electrical synapse proteome in retinal neurons via in vivo proximity labeling
本研究では、マウスのCx36-EGFP株とゼブラフィッシュのCx35.1を用いて、網膜ニューロンにおける電気シナプスのタンパク質複合体を明らかにするため、生体内近接ラベリング(BioID)戦略を適用した。マウスではAIIアマクリン細胞に選択的にGFPナノボディ-TurboID融合コンストラクトを発現させ、ゼブラフィッシュではCx35.1プロモーター制御下でCx35.1-TurboID融合を発現するトランスジェニックラインを作製した。これらの手法により、電気シナプスに関連する多数の分子を捉え、両種のプロテオーム間で高い進化的保存性が示された。ZO-1やZO-2といった既知の相互作用因子に加え、足場タンパク質、接着分子、細胞骨格調節因子など50以上の新規タンパク質を同定した。さらに、これらのタンパク質の細胞内局在を決定し、Cx36との結合相互作用を検証した。新規相互作用因子の一つであるSipa1l3は、細胞接合形成と細胞極性に関与しており、電気シナプスの新規足場タンパク質であることが示唆された。Sipa1l3はZO-1、ZO-2、Cx36と相互作用し、電気シナプス機能において重要な役割を果たす可能性が示唆された。本研究は、網膜ニューロンにおける電気シナプスのプロテオームに関する詳細な初の視点を提供し、他の部位の電気シナプスにも適用可能であると考えられる。
- マウスおよびゼブラフィッシュにおいて、生体内近接ラベリング(BioID)を用いて網膜ニューロンの電気シナプスプロテオームが初めて網羅的に解明された
- 新規相互作用因子Sipa1l3がZO-1、ZO-2、Cx36と相互作用し、電気シナプスの新規足場タンパク質であることが示唆された
本研究成果は、神経科学の基礎研究であるが、電気シナプス関連タンパク質群の網羅的同定は、神経疾患(特に網膜変性疾患やてんかんなど)に対する創薬ターゲットの拡充につながる可能性がある。BioIDを用いた生体内プロテオーム解析手法の確立自体も、他の組織・部位への応用が期待される技術プラットフォームである。ただし現時点では基礎研究フェーズであり、具体的な創薬や治療応用には未だ時間を要するため、短期的な投資インパクトは限定的。長期的な視点では、神経疾患領域のアカデミア発シーズとして注視に値する。