RhoキナーゼとCRMP-2による神経回路網形成機構の解明

通过Rho激酶和CRMP-2阐明神经网络形成的机制

• 批准号: 01J01796
• 负责人: 有村 奈利子
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J01796/
• 关键词: CRMP-2; Rhoキナーゼ; phosphorylation; 成長円錐; tubulin; シグナル伝達

脳神経系は極めて精巧な神経回路網を有する。ごく最近、神経回路網の形成を担う様々な細胞外神経軸索ガイダンス因子が同定されてきた。しかし、それらの下流でどのような細胞内シグナル伝達分子が成長円錐の運動とそれに伴う軸索のガイダンスの制御を行うのかはほとんど理解されていない。私はRhoキナーゼの新規脳内標的蛋白質CRMP-2を同定した。そして、Rhoキナーゼ特異的なCRMP-2のリン酸化や成長円錐の形態変化をモニターすることによって、細胞外シグナル依存的な成長円錐の退縮にRhoキナーゼが重要な役割を果たすことを証明した。本研究では神経回路形成におけるRhoキナーゼとCRMP-2の機能とその作用メカニズムを解明することを目的する。本年度の研究業績は以下の通りである。1)成長円錐の退縮を引き起こす事で知られるephrin-A5刺激によりDRG neuronにおいてCRMP-2のリン酸化が上昇することが確認され、その成長円錐の退縮をRhoキナーゼによりリン酸化されるアミノ酸をアスパラギン酸に変換したCRMP-2変異体(リン酸化されたCRMP-2を模倣したもの)が抑制しうることが明らかとなった。2)電子顕微鏡をもちいた解析の結果、CRMP-2はDRG neuronの成長円錐において、microtubulesの上やClathrin-coated pitの上に存在していることが明らかとなった。3)CRMP-2のRhoキナーゼによるリン酸化サイトを特異的に認識する抗体で解析した結果、リン酸化型CRMP-2はmicrotubulesの上やclathrin-coated pitの上に存在していないことが明らかとなった。以上の結果からRhoキナーゼによるCRMP-2のリン酸化は、microtubulesやClathrin-coated pitへの相互作用を介して細胞骨格系に関与している可能性が示唆された。以上のことから、平成15年度の研究計画はほぼ達成されたものと考える。

脑神经系统具有极其精致的神经电路网络。最近，已经确定了负责神经电路网络形成的各种细胞间轴心引导因素。但是，几乎不了解哪种细胞内信号传递分子控制着下游的圆锥体运动和伴随的轴向指导。我确定了Rho激酶的新型头对头蛋白CRMP-2。事实证明，Rho激酶在监测Rho激酶特异性CRMP-2磷酸化和生长锥形态中起着重要作用。在这项研究中，目的是阐明Rho激酶和CRMP-2在形成神经回路及其作用机理中的功能。今年的研究成就如下。 1）已经确认，以ephrin-A5刺激因引起生长锥体收缩而闻名，可以增加DRG神经元中CRMP-2的磷酸化，而生长锥细胞的报复是用Rho激酶磷酸化的天质体。可以抑制转化为酸（模仿磷酸化的CRMP-2）的CRMP-2突变体。 2）电子显微镜的分析表明，在DRG神经元的生长锥中，微管和网格蛋白包被的凹坑上存在CRMP-2。 3）由于在CRMP-2中通过特异性识别的抗体分析了Rho激酶的磷酸化位点，因此在微管上或粘液蛋白涂层的坑中不存在磷酸化的CRMP-2。以上结果表明，Rho激酶对CRMP-2的磷酸化可能通过与微管和粘蛋白涂层坑的相互作用与细胞骨骼系统有关。从上面可以看出，几乎实现了2003年的研究计划。

项目成果

Arimura N.et al.: "Role of CRMP-2 in Neuronal Polarity"J.Neurobiol.. 58. 34-47 (2004)

Arimura N.等人：“CRMP-2 在神经元极性中的作用”J.Neurobiol.. 58. 34-47 (2004)

Menager C.et al.: "PIP_3 is involved in neuronal polarization and axon formation"J.Neurochem.. (In press). (2004)

Menager C. 等人：“PIP_3 参与神经元极化和轴突形成”J.Neurochem..（正在出版）。