インテグリンのリサイクリングによる神経軸索の伸長機構

整合素回收促进神经轴突伸长的机制

基本信息

批准号：
18021020
负责人：
匂坂敏朗
金额：
$ 4.48万
依托单位：
Kobe University (2007)Osaka University (2006)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18021020/
关键词：
神経軸索伸長小胞輸送 Rap1低分子量Gタンパク質 PDZ-GEF1 MAP kinase 神経軸索形成 C3G

项目摘要

神経細胞は細胞体から1本の軸索と複数の樹状突起を伸長させる。軸索形成のひとつのメカニズムとして、小胞輸送により膜成分が軸索の先導端へ選択的に多く運ばれて、そこで膜が融合し、さらにそこでのアクチン細胞骨格などの再編成により、軸索の伸長が起こると考えられている。細胞接着分子インテグリンのエンド・エクソサイトーシスのくり返し(リサイクリング)が神経軸索伸長に関与している。また、そのインテグリンのリサイクリングには、Rap1低分子量Gタンパク質の活性化が関与していることが知られている。そこで、本研究では軸索が伸長・退縮する際に、どのようにして時間・場所特異的にRap1の活性化を制御しているのかに焦点をあてて解析し、以下の結果を得た。1)NGFの受容体であるTrkA受容体の初期エンドソームから後期エンドソームへの輸送阻害によりRap1の活性化が抑制され、軸索の伸長を抑制した。2)後期エンドソーム上でのRap1の活性化には、活性化因子であるPDZ-GEF1が関与していた。3)PDZ-GEF1により活性化されたRap1がPDZ-GEF1に結合することにより、さらにRap1を活性化するというpositive feedback機構が存在した。4)ラット初代培養海馬神経細胞において、RNAi法によりPDZ-GEF1をノックダウンすると軸索伸長は抑制された。5)TrkA受容体を初期エンドソームに乗せて軸索を逆行性に運び、核近傍にある後期エンドソームに受容体を集積させRap1を活性化し、MAP kinaseの活性化による遺伝子発現を介して軸索の伸長を制御していた。このように本年度は、Rap1の活性化の分子メカニズムについて、当初の計画以上の成果を上げることが出来た。

神经元从其细胞体延伸出轴突和多个树突。据信，轴突形成的一种机制是囊泡运输选择性地将大量膜成分运输至轴突的前端，膜在此融合，并在那里进一步重组肌动蛋白细胞骨架，导致轴突的形成。的伸长率细胞粘附分子整合素的重复内胞吐作用（回收）参与神经轴突的生长。此外，已知 Rap1 低分子量 G 蛋白的激活参与整合素回收。因此，在本研究中，我们重点研究了轴突伸长和回缩过程中如何以特定时间和地点的方式控制 Rap1 激活，并获得了以下结果。 1) 抑制 TrkA 受体（NGF 的受体）从早期内体到晚期内体的转运抑制了 Rap1 激活并抑制了轴突伸长。 2)激活因子PDZ-GEF1参与晚期内体上Rap1的激活。 3) PDZ-GEF1激活的Rap1通过与PDZ-GEF1结合进一步激活Rap1，存在正反馈机制。 4)在原代培养的大鼠海马神经元中，当通过RNAi方法敲低PDZ-GEF1时，轴突生长受到抑制。 5）TrkA受体置于早期内体上，逆行运输轴突，受体在细胞核附近的晚期内体上积累，激活Rap1，并通过激活MAP激酶控制延伸，通过基因表达促进轴突运输。这样，今年我们在Rap1激活的分子机制方面取得了比原计划更多的成果。