軸索再生のプライミング:成熟型軸索から再生型軸索への変換機構

轴突再生的启动：从成熟轴突到再生轴突的转化机制

基本信息

批准号：
12031220
负责人：
久永真市
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12031220/
关键词：
神経軸索細胞骨格 CDK5 p35 カルパイン蛋白分解

项目摘要

成熟した軸索の主要細胞骨格はニューロフィラメント(NF)である。一方、伸長中の神経突起は主に微小管とアクチン線維から構成されている。軸索損傷に伴う再生開始の引金(プライミング)として、成熟型細胞骨格は再生型への変換を必要とし、対応出来ない神経細胞は生存できないと考えている。実際に、大脳皮質神経細胞を培養した時、生存する神経細胞のNF蛋白含有量は単離前に比べ著しく減少し、突起内も微小管を主とする再生型であった。軸索切断後にNF蛋白の発現が低下するのは知られている。しかし、軸索細胞骨格の成熟型から再生型への変換には、既存の骨格系の処理も必要である。処理方法として、NFの分解が考えられる。本研究ではNFキナーゼをして知られているCDK5の活性化サブユニットp35のカルパインによる分解機構について検討した。カルパインはCa^<2+>によって活性化される細胞質性の中性プロテアーゼである。かなり以前から、その性質については調べられていたが、カルパインがどのようにして基質を認識するかは判っていなかった。カルパインが正常神経細胞内ではp35を限定分解しない理由を調べ、p35の特定の部位がリン酸化されているためであることを見つけた。また、ハーバード大のグループはグルタミン酸により誘導された細胞死でp35のp25への限定分解が起こることを報告している。我々はグルタミン酸及びそのアゴニストの細胞毒性とp35の限定分化が必ずしもパラレルではないことを観察しており、グルタミン酸などがp35に及ぼす影響を調べたところ、むしろp35のプロテアソームによる全分解を促進していることを見つけた。p35分解によるCDK5の不活性化が、NF構造にどのように影響するかを今後は調べていきたいと考えている。

成熟轴突的主要细胞骨架是神经丝（NFS）。另一方面，细长的神经突主要由微管和肌动蛋白纤维组成。我们认为，成熟的细胞骨架需要转换为再生类型作为触发（启动），以开始因轴突损伤而开始再生类型，而无法处理的神经元无法生存。实际上，当培养脑皮质神经元时，与分离之前相比，幸存神经元的NF蛋白含量显着降低，并且突起内的再生形式主要由微管组成。众所周知，NF蛋白表达在轴突切开术后降低。但是，轴突细胞骨架从成熟形式的转化也需要处理现有的骨骼系统。一种可能的治疗方法是分解NF。在这项研究中，我们研究了Calpain降解的机制，Calpain是CDK5的激活亚基p35，以NF激酶而闻名。钙蛋白酶是一种由Ca^<2+>激活的中性细胞质蛋白酶。它的特性已经进行了相当长的时间，但尚不清楚Calpain如何识别底物。我们研究了为什么钙蛋白酶在正常神经元中不降解p35，发现这是因为p35的某些位点被磷酸化。此外，哈佛组报告说，谷氨酸诱导的细胞死亡导致p35降解至p25。我们观察到谷氨酸及其激动剂的细胞毒性及其有限的p35分化不一定是平行的，当我们研究谷氨酸和其他对p35的影响时，我们发现它促进了基于蛋白酶体的总p35降解。我们想在将来研究p35降解对CDK5的失活如何影响NF结构。