神経ガイダンスとスパイン形態変化におけるアクチン動態制御の機能解析

神经引导和脊柱形态变化过程中肌动蛋白动力学控制的功能分析

基本信息

批准号：
18022002
负责人：
水野健作
金额：
$ 5.12万
依托单位：
Tohoku University
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

项目摘要

アクチン骨格の再編成は、神経突起の伸長・退縮・ガイダンス、樹状突起の形成・分岐、スパインの形態制御において重要な役割を果たしている。アクチン脱重合因子であるコフィリンはアクチン骨格再編成における最重要因子の一つであり、LIMキナーゼ(LIMK)によるリン酸化(不活性化)とSlingshot(SSH)による脱リン酸化(活性化)により活性制御されている。本研究では、神経突起の伸長・退縮、樹状突起の形成、スパイン形態形成におけるコフィリン、LIMK、SSHによるアクチン動態制御の役割を解明することを目的とした。まず、トリDRGニューロンにLIMK1を過剰発現すると神経突起の伸長ならびに成長円錐の運動性が抑制され、コフィリン、SSH1を過剰発現するとこれらは促進された。一方、LIMK1/LIMK2の発現抑制や活性阻害によっても神経突起の伸長が抑制され、成長円錐におけるアクチンの集積が抑制された。以上の結果から、LIMKはF-アクチン安定化によりラメリポディアの形成を促進し、神経突起の伸長に寄与していると考えられた。また、海馬神経細胞に活性型LIMK1を過剰発現すると、樹状突起の数の増加と突起の短縮が観察された。非リン酸化型コフィリンやSSHの共発現によってこれらの表現型は抑制された。また、ラット皮質神経細胞のBDNF刺激によって、コフィリンのリン酸化が上昇し、樹状突起の数が増加したが、これらはLIMK1のsiRNAによって抑制された。以上の結果から、樹状突起の形成過程においてLIMKの活性化が重要であることが示唆された。また、私達は13種のRho-GEFに対する抑制効果の高いshRNAを作成し、N1E-115細胞の突起伸長に対する効果を測定し、3種のRho-GEFが特異的にN1E-115細胞の突起伸長を負に制御していることを明らかにした。

肌动蛋白骨骼重排在神经突扩展，回归和指导，树突形成和分支以及脊柱形态控制中起重要作用。 cofilin是肌动蛋白解聚因子，是肌动蛋白骨骼重排的最重要因素之一，并且由lim激酶（Limk）（Limk）和去磷酸化（激活）通过slingshot（SSH）控制。这项研究旨在阐明Cofilin，Limk和SSH在神经突扩展和回归，树突形成以及脊柱形态发生中调节肌动蛋白动力学调节的作用。首先，在鸟类DRG神经元中Limk1的过表达抑制了神经突的生长和生长锥运动，而Cofilin和SSH1的过表达促进了这些运动。另一方面，抑制limk1/limk2的表达和活性也抑制了神经突的延伸，并抑制了肌动蛋白在生长锥中的积累。基于上述结果，人们认为肢体通过F-肌动蛋白稳定促进了薄片的形成，并有助于神经突生长。此外，海马神经元中活性LIMK1的过表达显示树突数量增加和突出缩短。这些表型通过非磷酸化的Cofilin和SSH的共表达抑制。另外，BDNF刺激大鼠皮质神经元增加了cofilin磷酸化并增加了树突的数量，而树突的数量被limk1的siRNA抑制。以上结果表明，在树突形成过程中，肢体激活很重要。我们还对13个Rho-GEF产生了高抑制作用的shRNA，测量了对N1E-115细胞突出的影响，并揭示了三个Rho-GEF明确调节N1E-115细胞的突出。