「Dab1」の版間の差分

　Dab1は中枢神経系において神経細胞を正常な位置に配置するのに必須の細胞内シグナル伝達分子で、最近では神経細胞の樹状突起の発達等にも関与していることが報告されている。dab1遺伝子の欠損は大脳新皮質、海馬、小脳、脊髄等の層構造・核構造を形成する部位の神経細胞の配置に異常を引き起こす。同様な異常は、主にCajal-Retzius細胞から分泌されるReelinに遺伝子変異のあるreelerマウス、ApoER2/VLDLRのダブルノックアウトマウスでも報告されている。ReelinはApoER2/VLDLRに結合すること、ApoER2/VLDLRの細胞内ドメインにDab1が結合すること等から、細胞外のReelinがApoER2/VLDLRにより受容され、Dab1が細胞内でシグナルを伝達していると考えられている。また、Dab1のチロシン５カ所を変異させたマウスではdab1変異と同じ神経細胞の配置異常が起ることから、Dab1のチロシンリン酸化はシグナル伝達に必須であることが示されている。チロシンリン酸化されたDab1により活性化される経路が調べられ、中でもCrk/CrkL-C3G-Rap1経路が、N-cadherinやIntegrinの制御を行うことで神経細胞の移動調節を行っている可能性が示唆されている。

　1997年、チロシンキナーゼSrcに結合するタンパク質が探索され、当時未知のタンパク質であった、mouse disabled-1 homologue 1 (mDab1)（Drosophilaで同定されていたdisabled-1遺伝子と相同性があった為命名）が同定された。mDab1は N末端領域にPTBドメインを持つアダプタータンパク質で、Srcによりリン酸化されることが明らかになった。dab1ノックアウトマウスが作成されたこと、及び自然発症変異マウスyotari, scramblerの原因遺伝子がdab1であることが明らかになったことにより、dab1が大脳新皮質、海馬、小脳、脳幹の神経核等における神経細胞を正しい位置に配置するのに必須の遺伝子であることが明らかになった。またDab1欠損・変異マウスの表現型が、1951年に報告され、その原因遺伝子reelinが1995年に明らかにされた、リーラー（reeler）マウスの表現型（リーラーフェノタイプ）と酷似していたことから、ReelinとDab1の関連が示唆された。実際、reelerマウスでは、（１）Dab1のmRNA量は変化しないが、タンパク質量が上昇していること、（２）Reelinは脳表層に分布するCajal-Retzius細胞に発現が観察され、Dab1は神経細胞に発現が観察され、相補的な関係になっていること、（３）Reelin刺激によりDab1のチロシンリン酸化が観察されること等から、Dab1はReelinシグナルを細胞内で伝達する役割を果たしているのではないかと推定された。

　2011年から現在にかけて、これまでの観察で培養神経細胞をReelin刺激するとDab1を介してCrk-C3G-Rap1パスウェイを活性化することが報告されていたことから、神経細胞移動においてもその機能が調べられ、Rap1のエフェクター分子としてN-cadherinとIntegrinがそれぞれ神経細胞のロコモーションとターミナルトランスロケーションの過程に関与している可能性が示された。また、Reelinにより、ゴルジ体の樹状突起へのトランスロケーションが促進されこれはStk25-LKB1によって、拮抗的に制御されていることが報告された。

　マウスではオルタナティブスプライシングにより１３種のバリアントが存在することが報告されているが、発達過程の中枢神経系では555アミノ酸を持つバリアント、Dab1 p80が最も多く発現している。Dab1 (Dab1 555)はN末端側からPhosphotyrosine-binding (PTB) domain、チロシンリン酸化部位を持つ細胞内タンパク質である。PTBドメインは、細胞内ドメインにNPxYモチーフを持つ膜タンパク質と結合する。この結合にはNPxYモチーフのチロシン残基のリン酸化は必要としない。PTBドメインにはplekstrin homology (PH)ドメイン様構造が含まれており、リン脂質（PtdIns4P and PtdIns4,5P2）に結合することが出来る。また、PTBドメインのN末端側には核移行シグナル(Nuclear localization Signal: NLS)、PTBドメインのC末端側に二つの核外移行シグナル(Nuclear Export Signal: NES)を持っており、核と細胞質間を移行する能力を有している。PTBドメインのC末端側、分子の中程にチロシンリン酸化を受ける部位が５カ所（Y185、Y198、Y200、Y220、Y232）同定されており、このうちの４つがシグナルの伝達に重要な役割を果たしている事が明らかにされている。４つのチロシンリン酸化サイトは配列の相同性からYQXI配列を持つ２つ(Y185、Y198）とYXVP配列を持つ二つ（Y220、Y232）に分けられる。 興奮性神経細胞の移動に関しては、YQXI配列を持つY185とY198の間、およびYXVP配列を持つY220とY232の間で冗長性を持つが、YQXIとYXVP配列の間では冗長性を持たない。

　in situ hybridizationにより、dab1 mRNAの発現分布を調べた報告によると、発生期のマウス大脳新皮質では、胎生11.5日目の神経上皮細胞に弱く発現が観察される。胎生12.5日目には皮質板での強い発現が顕著になり、VZでの弱い発現も引き続き観察される。その後、P0にかけて、強い皮質板での発現が維持されるが、VZでの発現は弱くなり、IMZの上部での弱い発現が観察されるようになる。アダルトのマウスでもP0に比べて弱くはなるが、CPにおいて発現が観察される。Dab1の発現部位は、Reelinを発現しているCajal-Retzius細胞が存在する辺縁帯と相互排他的発現パターンになっている。海馬では妊娠12.5日目には神経上皮細胞に弱くdab1のmRNAが観察され、妊娠14.5日目までに海馬の辺縁帯、錐体細胞層、脳室帯の三層が別れ、錐体細胞層に強い発現が観察されるようになる。また隣り合う歯状回の顆粒細胞層にもdab1の発現が観察される。海馬についてもP3でもdab1の発現は維持される。海馬においても、大脳新皮質と同様、Dab1の発現領域はReelinを発現するCajal-Retzius細胞の存在する辺縁帯に隣接した領域で観察される。小脳については、妊娠13.5日目の脳室帯、外顆粒層、分化帯に発現が見られ、妊娠18.5日目から生後３日では、プルキンエ細胞層で発現が観察される。また、妊娠18.5日目ではReelinを強く発現する顆粒細胞が存在する、外顆粒層に隣接してプルキンエ細胞層が存在し、小脳においても相補的な発現パターンを示す。Dab1は免疫組織化学染色が難しく、どの様な細胞に、どのような細胞内分布で発現しているのかは詳しくは知られていないが、免疫組織化学染色に成功しているグループによる報告と、dab1変異マウスで観察される移動障害とを考えあわせて、dab1は主には、大脳新皮質や海馬では興奮性神経細胞、小脳ではプルキンエ細胞に発現していると考えられている。

　大脳新皮質の興奮性神経細胞は脳室帯で誕生後、脳の表面方向に移動し、最初期に誕生した神経細胞で形成されるプレプレートと呼ばれる細胞層の間に入り込んで、これをCajal-Retzius細胞を含む辺縁帯とサブプレートと呼ばれる二つの層に分離する（プレプレートスプリッティング）。神経細胞は辺縁帯の直下で移動を終了し、樹状突起を発達させて最終分化を行なう。神経細胞は次々に脳室帯で誕生して脳表面方向に移動するが、誕生時期の遅い神経細胞は誕生時期の早い神経細胞に追い越され、より脳の表層側に配置されるようになる。この配置パターンは“インサイドアウト”と呼ばれ、ほ乳類の大脳新皮質でのみ観察される特徴的な細胞構築様式である。

　Dab1欠損マウスでは神経細胞は正常に産生され、神経細胞はプレプレートの間に入ることが出来ず、プレプレートスプリッティングが起らない。その為、辺縁帯が存在しない。後続の神経細胞は、先に誕生した神経細胞を追い越すことが出来ずに、脳表面から順番に深層に積み重なって行き、“アウトサイドイン”と呼ばれる異常な異常な層構造を形成するようになり、大体の層構造が逆転する異常が観察される。異常な層構造中には、internal plexiform zoneと呼ばれる細胞密度の低い領域が散在し、この部分に視床からサブプレートに投射するアクソンが走行し、また、興奮性神経細胞からは樹状突起がこの領域に向かい展開される。