成長円錐における軸索ガイダンス分子・受容体間相互作用のリアルタイムイメージングケモトロピズムの可視化による実証

轴突导向分子与生长锥受体之间相互作用的实时成像 通过趋化性可视化进行演示

• 批准号: 11878153
• 负责人: 五十嵐 道弘
• 金额: --
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11878153/
• 关键词: 成長円錐; シナプス形成; 膜融合; SNARE機構; 情報伝達

成長円錐は神経回路形成期に軸索の先端に形成され、活発な運動性と正確な分子認識に基いて、シナプス形成を担う。われわれは軸索ガイダンス機構をさらに精密に解析するために,成長円錐の軸索ガイダンス分子の挙動を可視化する実験系を構築すべく、以下の実験を行った。この系に関与する抑制性の受容体およびリガンドの組み合わせに着目し、ephrin-Eph receptorの系を選んだ。次いで、この系がSNARE複合体の会合を変化させるかどうかを、HEK293細胞発現系と成長円錐を共存させ、その後、蛋白複合体を大きさによって分離する方法で解析した。その結果、蛋白複合体は解離する方向に移動する可能性が示唆された。この事はわれわれの作業仮説である「軸索の成長・退縮は成長円錐のSNARE複合体の会合・解雇に対応する」という考えが正しいことが証明されたものと考えられる。さらに開口放出を促進するクモ毒素ラトロキシンで成長円錐を刺激すると糸状足の急速な退縮が可視化された。詳細にこの現象を解析すると、成長円錐の糸状足は先端の接着性が減少して、張力を維持できなくなる事によって退縮すること、シュワン細胞のように容受体を待たない細胞は全く形態変化が無いこと、などから成長円錐の形態変化はラトロトキシン受容体を介して、軸索ガイダンスの情報伝達系をもとに生じることが分かった。この結果は、ラトロトキシン受容体が発生期には軸索ガイダンス分子の受容体として存在していることを強く示唆する。

生长锥在神经回路形成过程中形成于轴突尖端，负责基于主动运动和准确分子识别的突触形成。为了更精确地分析轴突引导机制，我们进行了以下实验来构建实验系统来可视化生长锥中轴突引导分子的行为。我们重点研究了该系统中涉及的抑制性受体与配体的结合，并选择了ephrin-Eph受体系统。接下来，我们分析了该系统是否通过使生长锥与 HEK293 细胞表达系统共存来改变 SNARE 复合物的关联，然后按大小分离蛋白质复合物。结果表明蛋白质复合物可能朝解离方向移动。这被认为证明我们的工作假设“轴突生长和回缩对应于生长锥中 SNARE 复合体的组装和解散”是正确的。此外，当用促进胞吐作用的蜘蛛毒素latroxin刺激生长锥时，可以观察到丝状伪足的快速消退。对这一现象的详细分析表明，生长锥的丝状足在尖端失去粘附力并因不再能够保持张力而退化，并且不等待受体的细胞，例如雪旺细胞，不会发生形态变化研究发现，生长锥的形态变化是基于轴突引导信息转导系统通过蛇毒素受体发生的。这一结果强烈表明，河豚毒素受体在发育过程中作为轴突引导分子的受体而存在。

项目成果

Frukara H,Kitani Y,Komiya Y,Igarashi M: "GABA_A receptor in growth cones"J Neurosci Res. 58(3). 407-416 (1999)

Frukara H，Kitani Y，Komiya Y，Igarashi M：“生长锥中的 GABA_A 受体”J Neurosci Res。

五十嵐 道弘: "成長円錐からシナプス終末への変化の分子機構"蛋白質核酸酵素. 45(3). 425-435 (2000)

Michihiro Igarashi：“从生长锥到突触末端变化的分子机制”蛋白质核酸酶45（3）（2000）。

Igarashi M,Ohbayashi K,Ohyama A,Kozaki S,Komiya Y: "The Mechanism of neurotransmitter release in growth cones"J Neurosci Res. 60(印刷中). (2000)

Igarashi M、Ohbayashi K、Ohyama A、Kozaki S、Komiya Y：“生长锥中神经递质释放的机制”J Neurosci Res 60（印刷中）。

Fukura H,Komiya Y,Igarashi M: "Xenon does not affect growth cone signaling"Psychopharmacol Bull. (印刷中). (2000)

Fukura H、Komiya Y、Igarashi M：“氙不会影响生长锥信号传导”Psychopharmacol Bull（出版中）。

五十嵐 道弘: "成長円錐における膜融合装置の役割"実験医学. 17(16). 2097-2104 (1999)

Michihiro Igarashi：“膜融合装置在生长锥中的作用”实验医学 17(16) (1999)。