「細胞分裂に使われる酵素」が脳のシナプス成熟を制御していた ― 神経細胞が酸化反応を利用してシナプス形成を制御する仕組みを解明 ―

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2026-06-15 国立精神・神経研究医療センター,理化学研究所

国立精神・神経医療研究センター(NCNP)と理化学研究所の共同研究グループは、神経細胞が活性酸素種(ROS)による局所的な酸化反応を利用してシナプス形成を制御する仕組みを解明した。研究では、本来は細胞分裂を制御する酵素として知られるAurora-Aキナーゼが、神経細胞ではシナプス成熟を促進する役割を担っていることを発見した。マウス脳および培養神経細胞を用いた解析の結果、シナプス形成が活発な部位で生じる酸化反応によって、GSTPという酵素を介した「S-グルタチオン化」がAurora-Aキナーゼに付加され、その活性が高まることが判明した。さらに、GSTPの働きを阻害するとAurora-Aキナーゼの活性化だけでなくシナプス形成そのものも著しく低下した。これらの結果は、酸化反応が単なる細胞障害の原因ではなく、神経回路形成を制御する重要な情報伝達機構として機能していることを示している。本成果は、脳が精密な神経回路を形成する分子基盤の理解を深めるとともに、自閉スペクトラム症やアルツハイマー病など、シナプス異常や酸化ストレスが関与する脳疾患の病態解明や新たな治療法開発への応用が期待される。

「細胞分裂に使われる酵素」が脳のシナプス成熟を制御していた ― 神経細胞が酸化反応を利用してシナプス形成を制御する仕組みを解明 ―

<関連情報>

GstpによるオーロラAキナーゼの 酸化還元依存性S-グルタチオン化はシナプス後部の成熟を促進する
Redox-dependent S-glutathionylation of Aurora-A kinase by Gstp promotes postsynaptic maturation

Shuji Wakatsuki ,Akiko Yumoto,Takehiro Suzuki,Naoshi Dohmae,Toshiyuki Araki
Journal of Cell biology  Published:June 12 2026
DOI:https://doi.org/10.1083/jcb.202509200

Synapse formation relies on the precise orchestration of signaling pathways within postsynaptic compartments. Although we previously identified Aurora-A kinase as a promoter of synaptogenesis, the mechanism by which it is activated in postmitotic neurons lacking canonical cell cycle cofactors has remained elusive. Here, we identify a neuron-specific regulatory mechanism in which Pi-class glutathione S-transferase catalyzes S-glutathionylation of Aurora-A at C290 in response to localized redox fluctuations. This priming event catalytically promotes Aurora-A dimerization and subsequent autophosphorylation at T288, thereby enhancing kinase activity independently of classical mitotic activators. Activated Aurora-A then phosphorylates major vault protein at S563 and S585, destabilizing the vault complex and initiating local MEK/extracellular signal-regulated kinase signaling, which drives synaptogenesis. Together, these findings define a Gstp–Aurora-A–Mvp signaling axis that links localized redox dynamics to synaptic maturation and illustrates how neurons repurpose potent mitotic machinery through precise catalytic redox regulation, with significant implications for understanding kinase dysregulation in neurodevelopmental and neurodegenerative disorders associated with oxidative stress.

細胞遺伝子工学
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