神経細胞の形態を制御する分子機構

控制神经元形态的分子机制

基本信息

批准号：
06780651
负责人：
林謙介
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06780651/
关键词：
シナプス細胞骨格ドレブリンスパイン神経細胞アクチン

项目摘要

本研究は神経細胞の形態を決める機構を明らかにすることを目的としている。神経特異的な細胞骨格調節蛋白であるドレブリンが細胞内でどのような分子機構で神経細胞の形態変化にかかわるかを知るために、(1)先ずドレブリンの脳内及び、神経細胞内の局在を調べた。ドレブリンは嗅球と大脳皮質に多く存在し、他の部域、特に小脳皮質では少なかった。ポストエンベディング法による免疫電顕ではシナプス後部のスパインに局在していることがわかった。シナプトソームを調製し、ドレブリンの局在を調べると、ドレブリンはシナプス後部の細胞骨格に結合していた。(2)次に他蛋白との相互作用について調べた。大脳皮質から抗ドレブリン抗体-アガロースゲルに結合する蛋白を分画すると、ドレブリン、アクチンの他に220K、190K、130K、90Kの蛋白が存在した。前者3本はATPにより溶出されることと分子量とからそれぞれ、ミオシンII,ミオシンV,ミオシンIであると考えられた。90Kのバンドは抗ゲルゾリン-モノクロン抗体によってゲルゾリンであると同定された。MAP2、フォドリン、α-アクチニン、カルデスモン、ファシン、トロポミオシンは検出されなかった。(3)ドレブリンのアクトミオシンへの影響を調べるために、motility assayをおこなった。ドレブリンの過剰量存在下ではF-アクチンのミオシンに対する滑り速度は減少した。シナプス伝達の可塑的変化に伴いspineやpostsynaptic densityに形態変化が起こることが報告されており、またspine中にはアクチンとミオシンが豊富に存在することがわかっている。ドレブリンはspine中でアクチン、ミオシン、ゲルゾリンとともに複合体を形成し、アクトミオシンの性質に影響を与えることによってシナプス構造の形態変化に基づいた神経の可塑的機能に関わっている可能性が示された。

本研究的目的是阐明决定神经细胞形态的机制。为了了解drebrin（一种神经元特异性细胞骨架调节蛋白）参与神经元形态变化的分子机制，我们首先研究了drebrin在大脑和神经元内的定位。 Drebrin在嗅球和大脑皮层中含量丰富，而在其他区域，尤其是小脑皮层中含量较低。使用后嵌入方法的免疫电子显微镜显示它位于突触后棘。当我们制备突触体并研究drebrin的定位时，我们发现drebrin与突触后细胞骨架结合。 (2) 接下来，我们研究了与其他蛋白质的相互作用。当从大脑皮层分离与抗drebrin抗体-琼脂糖凝胶结合的蛋白质时，除了drebrin和肌动蛋白之外，还存在220K、190K、130K和90K的蛋白质。前三种被认为是肌球蛋白II、肌球蛋白V和肌球蛋白I，基于它们被ATP洗脱的事实和它们的分子量。经抗凝溶胶蛋白单克隆抗体鉴定90K条带为凝溶胶蛋白。未检测到 MAP2、胞因子、α-肌动蛋白、caldesmon、肌成束蛋白和原肌球蛋白。 (3)通过运动实验研究drebrin对肌动球蛋白的影响。在存在过量的肌动蛋白的情况下，F-肌动蛋白相对于肌球蛋白的滑动速度降低。据报道，脊柱和突触后密度发生形态变化以及突触传递的可塑性变化，并且还已知脊柱中富含肌动蛋白和肌球蛋白。 Drebrin 在脊柱中与肌动蛋白、肌球蛋白和凝溶胶蛋白形成复合物，通过影响肌动球蛋白的特性，已表明它可能参与基于突触结构形态变化的神经塑性功能。