国立遺伝学研究所ら，網膜内アミノ酪酸の機能を解明

国立遺伝学研究所，米カリフォルニア大学サンディエゴ校は，網膜でのGABA（ɣ－アミノ酪酸）信号の機能的作用を明らかにした（ニュースリリース）。

ニューロン間での情報のやり取りは，多種多様な神経伝達物質が担う。とりわけGABAは，脊椎動物の脳における主要な抑制性神経伝達物質。GABAを放出する（GABA作動性）ニューロンは，興奮性ニューロンに比べて数が少ないものの，神経回路の興奮性を調節し，回路演算に多様性を生み出す役割を果たす。GABA伝達の異常は，自閉スペクトラム症や認知障害など，様々な神経疾患の原因になることが分かっている。

脊椎動物の網膜は，生体からそのまま取り出し，生体と同じように入力（光刺激）に対する出力（神経活動）を記録，解析することができる。網膜は，視覚系の感覚器官であり，ものの形や色，動きなど様々な視覚情報を抽出し脳へと伝送する。

こうした情報処理には，網膜内層のGABA作動性ニューロンであるアマクリン細胞が重要とされるが，これまではGABAの動態を直接的に測定する手法がなく，機能的同定がされてこなかった。

今回，米ハワード・ヒューズ医学研究所GENIEプロジェクトで新たに開発されたGABAセンサーとして機能する蛍光タンパク質「iGABASnFR2」を網膜に用い，高い空間解像度での観察が可能な2光子顕微鏡イメージングによるGABA信号の可視化を行なった。

取得したGABA信号の大規模データを，機械学習による特徴抽出，確率モデルによるクラスタリング，情報理論などの数理解析を活用し，40種類以上もの放出動態の異なるアマクリン細胞を同定した。

さらに，それぞれが明暗，物体の形，動きなど異なる視覚情報を担っており，視野の安定化や視線の制御など視覚機能に寄与することが示唆された。網膜にはいくつもの神経伝達物質が存在するが，GABAが機能的に最も多様であり，私たちが知覚する豊かな視覚世界を形成する基盤と考えられるとする。

神経伝達物質の理解は，脳などの中枢神経系がどのように働くのか，という神経科学の根本的な謎を解き明かす助けとなるもの。とりわけ，GABAは情報演算において抑制という重要な役割を果たしており，その作用不全は様々な神経疾患の原因と考えられているという。

研究グループは今後，それらの疾患と関連する脳の領域へも同様の機能同定を試みることで，GABAニューロンのタイプごとに個別化された治療，という新たな治療法デザインの開発につながる可能性があるとしている。