韓国の研究者ら、成体脳のミエリン維持を助ける分子シグナルを特定

神経細胞からのシグナルが髄鞘の維持を助ける

韓国脳研究院の研究者らは、成体脳で神経細胞が神経線維を取り囲む絶縁物質であるミエリンを維持するのを助ける分子シグナル伝達経路を特定した。研究では、CDK14、FAM19A1、DIP2Aの3つのタンパク質の関係を明らかにし、神経細胞から送られるシグナルがミエリンを作る細胞にどのような影響を及ぼすかをたどった。

同研究院は2026年10月22日、この成果を発表した。脳疾患研究部門のチェ・ヨンシク主任研究員が率いるチームは、FAM19A1を欠くマウスでは脳の初期発達段階に明確なミエリンの違いが見られなかった一方、成体になるとミエリンが薄くなっていたことを突き止めた。この変化を受け、脳の発達後も続く髄鞘の維持に注目した。

研究者らはまた、脳内でミエリンを作る細胞であるオリゴデンドロサイト上にある受容タンパク質も特定した。成体マウスのオリゴデンドロサイトでこのタンパク質DIP2Aを特異的に減らすと、脳の左右の半球をつなぐ神経線維の束、脳梁でミエリンが減少した。

学術誌「Cell Communication and Signaling」に掲載されたこの研究は、細胞間の情報伝達の流れを説明している。CDK14が神経細胞内でFAM19A1を修飾し、細胞外への放出とオリゴデンドロサイト上のDIP2Aへの結合を促す。この相互作用がオリゴデンドロサイトの成熟を促進し、ミエリンの維持を支える。

論文のタイトルは「成体脳のミエリン恒常性維持に向け、CDK14依存性の神経細胞FAM19A1リン酸化がオリゴデンドロサイトのDIP2Aシグナル伝達を活性化する」。著者はスンボン・ペク、スンウン・ヨ、ヒョンジン・チョン、ジェミョン・チャン、ジェヨン・ソン、ヨンシク・チェ。論文は2026年4月10日に投稿され、同年9月5日に受理された後、10月6日にCell Communication and Signalingに掲載された。DOIは10.1186/s12964-026-03221-3。

成体脳でもミエリンの維持が必要な理由

ミエリンは、神経細胞が電気信号を送る長い線維である軸索を包んでいる。電線を覆う絶縁材のように、信号が速く確実に伝わるのを助ける。脳と脊髄を含む中枢神経系では、オリゴデンドロサイトがこの覆いを作る。

成体のミエリンも、神経活動や周囲の環境に応じて変化し続ける。そのため、生物学的な役割は発達期に絶縁材を作ることだけにとどまらない。神経回路が活動を続けるなかで、脳はミエリンを機能する状態に保つ仕組みも必要とする。

チェ氏のチームは、神経細胞がこの役割にどう関与するかを調べた。研究成果は、神経細胞が情報伝達の出発点となることを示している。神経細胞がタンパク質シグナルを放出し、隣接する細胞が表面のタンパク質を介してそれを受け取る。受け取った細胞は成熟状態を変化させ、神経線維を取り巻くミエリンの維持を助ける。

マウス実験で明らかになったFAM19A1の役割

FAM19A1は中枢神経系の神経細胞が分泌するタンパク質であることから、チームはこれを出発点とした。分泌タンパク質は、産生した細胞の外に出て、別の細胞に情報を運ぶことができる。研究者らは、このシグナルがミエリンを担う細胞の調節に役立つかどうかを調べた。

FAM19A1を欠くマウスでは、脳の初期発達段階に明らかなミエリンの違いは認められなかった。しかし、成体になるとミエリンが薄くなっていた。発達段階によるこの差は、研究成果の重要な点だ。脳が初期のミエリン構造を形成する時期を過ぎてから、影響が明らかになった。

この結果は、成体期にミエリンを安定して保つうえでFAM19A1が関与することを示している。また、発達初期だけを調べていたら、このタンパク質の役割の重要な一面を見落としていた可能性があることも示唆している。

ミエリンの厚さは、変化を具体的に示す指標となった。鞘が薄くなると、軸索を取り囲む絶縁物質が少なくなる。研究チームは続いて、この変化の仕組みを追究し、オリゴデンドロサイト上でFAM19A1を受け取るタンパク質は何か、また神経細胞が送るシグナルをどう制御するのかを調べた。

受け手となるDIP2A

チームはプロテオーム解析を用い、オリゴデンドロサイト表面でFAM19A1の受容体となるDIP2Aを特定した。プロテオーム解析はタンパク質やその相互作用を調べる手法だ。受容体とは、分子シグナルを認識し、細胞がそれに応答するための仕組みとなるタンパク質である。

受容体の発見により、FAM19A1を放出する神経細胞と、それを受け取るオリゴデンドロサイトを結ぶ具体的なつながりが明らかになった。次に研究者らは、成体マウスの脳でオリゴデンドロサイトのDip2a発現を選択的に低下させた。発現を低下させるとは、その遺伝子がコードするタンパク質の細胞内での産生を減らすことを指す。

この処置の後、脳梁でミエリンが減少した。脳梁は脳の左右をつなぐ経路を担っており、神経線維を取り巻く絶縁材を研究するうえで重要な部位だ。

FAM19A1欠損実験とDip2a抑制実験は、同じ情報伝達経路を両端から調べた。一方は神経細胞が送るシグナルを取り除き、もう一方はオリゴデンドロサイトの受容機構を弱めた。両方の結果から、これらの細胞間の情報伝達と成体期のミエリン維持とのつながりが示された。

CDK14が分子レベルの特定段階を制御

CDK14は、仕組みを解明するもう一つの手がかりとなった。このタンパク質はキナーゼ、つまり別のタンパク質にリン酸基を付加する酵素だ。リン酸化と呼ばれるこの化学修飾は、他の分子との相互作用など、タンパク質の働きを変えることがある。

研究者らは、FAM19A1上の特定の標的として、109番目のスレオニン（T109）を特定した。タンパク質はアミノ酸が連なったもので、スレオニンはその構成要素の一つだ。番号は鎖の中での位置を示し、CDK14が作用する部位を特定できる。

CDK14がT109でFAM19A1をリン酸化すると、FAM19A1の分泌が増え、DIP2Aとの結合も強まった。この修飾は、神経細胞からのシグナルの放出と、受け手となる細胞との相互作用の両方に影響した。

この過程を阻害すると、FAM19A1の分泌とDIP2Aへの結合が減少した。また、オリゴデンドロサイトの成熟を促すFAM19A1の能力も弱まった。こうした一連の変化から、研究チームがCDK14、FAM19A1、DIP2Aをミエリンに関わる別々の3つのタンパク質ではなく、シグナル伝達経路として説明している理由が分かる。

この流れは3段階で理解できる。CDK14が神経細胞内でシグナルタンパク質を修飾する。FAM19A1が放出され、オリゴデンドロサイト上のDIP2Aに結合する。この相互作用が細胞の成熟とミエリンの維持を支える。

神経細胞は周囲の細胞に能動的に働きかける

論文の責任著者であるチェ氏は、神経細胞が髄鞘を維持する細胞に積極的な影響を及ぼすことを示す成果だと述べた。チェ氏は、韓国語からの翻訳で次のように語った。

神経細胞は、ミエリンによって保護されるだけの存在ではなく、FAM19A1という分子シグナルを使って、オリゴデンドロサイトの成熟やミエリンの状態を能動的に調節することを確認しました。

同研究院が10月22日に発表した内容では、チェ氏の発言は韓国語で次のように紹介された。

교신저자인 최영식 박사는 「신경세포는 단순히 수초로 보호받는 대상이 아니라, FAM19A1이라는 분자 신호를 이용해 희소돌기아교세포의 성숙과 수초 상태를 능동적으로 조절한다는 사실을 확인」했다며, 「향후 CDK14–FAM19A1–DIP2A 신호축이 노화와 퇴행성 뇌질환에서 발생하는 수초 손상과 어떠한 관련이 있는지를 규명한다면, 성체 수초의 안정성을 보존하거나 손상된 수초의 회복을 촉진하는 새로운 치료전략 연구로 확장할 수 있을 것」이라고 밝혔다.

この発見は、別々に見える二つの機能、すなわち神経信号の伝達と、その信号を伝わりやすくする物質の維持を結びつける。神経細胞は電気信号を運び、オリゴデンドロサイトはミエリンを作る。特定された経路は、神経細胞がこうした支持細胞の状態の調節にも関与することを示している。

オリゴデンドロサイトがミエリンの産生と維持を担うには、機能を果たせる状態まで成熟する必要がある。研究者らは、その過程を促すシグナルをたどることで、神経細胞が周囲の環境の維持を助ける仕組みの一つを分子レベルで説明した。

加齢や脳疾患の研究に向けた次の課題

次の研究課題は、CDK14、FAM19A1、DIP2Aの経路が、加齢や変性脳疾患に伴うミエリン損傷とどう関係するかだ。その関係はまだ明らかになっていない。今回の研究はマウスを用いた分子機構の実験であり、治療法の開発は今後の研究課題として示されている。

チェ氏は、こうした関係が明らかになれば、成体のミエリンの安定性を保つ、あるいは損傷したミエリンの回復を促す方法の研究へと発展させられる可能性があると述べた。これは既存の絶縁構造を保つことと、損傷後の回復を助けることという、関連する二つの目標だ。

この経路は、FAM19A1の放出、DIP2Aへの結合、オリゴデンドロサイトの成熟反応など、研究者らが調べる具体的な段階を示している。加齢や疾患の過程で、どの段階に変化が生じるのかを理解すれば、今後の実験で重点を置くべき点を定めやすくなる。

この研究は、韓国の科学技術情報通信部と産業通商資源部の支援を受けた。李承福院長が率いる韓国脳研究院は、脳疾患研究部門による研究成果として発表した。

要点

• 韓国脳研究院は2026年10月22日に成果を発表した。研究は同年10月6日に「Cell Communication and Signaling」に掲載された。
• FAM19A1を欠くマウスは、発達初期には明確な違いが見られなかったものの、成体になるとミエリンが薄くなった。
• DIP2Aはオリゴデンドロサイト上のFAM19A1受容体として特定された。これらの細胞でDip2aの発現を低下させると、成体マウスの脳梁でミエリンが減少した。
• CDK14はT109でFAM19A1を修飾し、その分泌とDIP2Aへの結合を促すとともに、オリゴデンドロサイトの成熟を支える能力を高める。
• 研究チームは、加齢や変性脳疾患に伴うミエリン損傷と、この経路との関係を調べる予定だ。