横浜市立大学学術院医学群助教の山下 直也氏，教授の五嶋 良郎氏らは，神経の伸長方向のコントロールに重要な役割をするセマフォリン3Aというタンパク質が，グルタミン酸受容体の神経細胞の細胞体や樹状突起における場所を，今までにない新しい仕組みで神経突起の末端の遠隔からコントロールするというメカニズムを発見した。

グルタミン酸受容体は，他の神経細胞から情報の入力を受ける最も重要な担い手であり，この分子が本来存在する樹状突起の部分で正常に分布して働かない場合，アルツハイマー病や統合失調症などの精神神経疾患のような病態が発症することが考えられる。

研究グループは，セマフォリン3Aを海馬の培養神経細胞の軸索成長円錐に作用させた場合，セマフォリン3Aの受容体であるプレキシンA4という分子が，セマフォリン3Aとともに逆行性の軸索輸送に乗って細胞体や樹状突起に運ばれることを見出した。

さらにその際に，GluA2というグルタミン酸受容体を捕まえて樹状突起に運ぶという従来にない新しいメカニズムを使って，グルタミン酸受容体の樹状突起における場所をコントロールしていることを明らかにした。また，このグルタミン酸受容体の場所のコントロールが正常に行われない場合，樹状突起の成熟が正常に起こらないことも明らかにした。

古くから，神経細胞が，その軸索の成長末端部にある成長円錐を介して，情報を伝える相手の細胞（標的細胞）に到達し，神経伝達の場であるシナプスを作る際，シナプスの形成が起こると同時に，樹状突起が複雑になるという現象が知られていた。一方，この現象のメカニズムは，明らかではなかった。

従来は，神経回路が形成される際に，神経栄養因子が神経の末端から取り込まれて細胞体に情報を伝えるということを通じて神経伝達が行われている神経を生存させ，使われていない神経を排除する仕組みが存在することが示されてきた。

セマフォリン3Aは，神経栄養因子と同様に，標的細胞やその周辺の細胞から分泌されるため，今回の発見は，どのようなメカニズムで情報の出力系（シナプス前部）と情報の入力系（樹状突起）が同期して成熟するのかという長年の課題に答える神経生物学上，重要な疑問に応える成果。

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