思春期における大脳皮質のシナプス形成が高次脳機能発達の鍵~統合失調症の病態メカニズムにも新説~

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2026-01-15 九州大学

九州大学大学院医学研究院の今井猛教授らの研究グループは、マウス大脳皮質における思春期のシナプス形成過程を大規模に解析し、高次脳機能発達の新たな仕組みを明らかにした。大脳皮質第5層錐体細胞の樹状突起スパイン分布を調べた結果、尖端樹状突起の特定部位に興奮性シナプスが高密度に集積する領域が存在し、この集積は幼若期には見られず、思春期に経験依存的に新たに形成されることが判明した。これは「思春期にはシナプスが減少する」という従来の定説を覆す発見である。さらに統合失調症モデルマウスでは、この高密度集積が思春期に正常に形成されないことが示され、統合失調症の病態が「過剰な刈り込み」ではなく「必要なシナプス形成不全」に起因する可能性が示唆された。本成果は脳発達と精神疾患理解に新たな視点を与える。

思春期における大脳皮質のシナプス形成が高次脳機能発達の鍵~統合失調症の病態メカニズムにも新説~
図1 樹状突起スパインの高密度集積部位

<関連情報>

第5層ニューロンにおける樹状突起区画特異的スパイン形成は、思春期の皮質回路成熟の基礎となる Dendritic compartment-specific spine formation in layer 5 neurons underlies cortical circuit maturation during adolescence

Ryo Egashira, Meng-Tsen Ke, Nao Nakagawa-Tamagawa, Satoshi Fujimoto, […] , and Takeshi Imai
Science Advances  Published:14 Jan 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adw8458

Abstract

The development of cognitive functions continues into adolescence. However, it is not fully understood how cortical circuitry changes during adolescence. Here, we performed a comprehensive super-resolution mapping of dendritic spines in layer 5 extratelencepharic-projecting (L5 ET) neurons in the primary somatosensory cortex in mice. In adults, the dendritic spines are highly enriched in the middle compartment of the apical dendrites (spine density “hotspot”), where dendritic calcium spikes are generated. In early development, dendritic spines are evenly distributed. During adolescence, however, the spine density increases specifically in the middle compartment of the apical dendrites in an experience-dependent manner, while other dendritic compartments show a slight reduction. Furthermore, spine accumulation at the hotspot was specifically impaired in mouse models of schizophrenia, demonstrating a link between adolescent spine formation and neuropsychiatric disorders. Our finding suggests that the dendritic compartment-specific spine formation during adolescence shapes nonlinear dendritic integration in L5 ET neurons and supports the maturation of cognitive functions.

医療・健康
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