神経回路網形成におけるCRMP-2の機能解析

CRMP-2 在神经网络形成中的功能分析

• 批准号: 04J06934
• 负责人: 有村 奈利子
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Nagoya University (2005)Aichi Cancer Center Research Institute (2004)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J06934/
• 关键词: 軸索; 神経細胞; CRMP-2; Rhoキナーゼ; リン酸化; Ras; 神経; kinesin; GSK3

脳神経系は極めて精巧な神経回路網を有する。このような神経回路網の形成には、軸索と樹状突起という2つの異なる神経突起が複雑にシナプスを形成することで形成、機能している。しかしながらこれらの突起の形成メカニズムについては不明な点が多い。以前私はcollapsin response mediator protein-2(CRMP-2)が軸索の伸長や退縮に関与することを明らかにしてきた。さらに近年、CRMP-2が軸索/樹状突起の運命決定を担い、極性形成や軸索伸長に重要な役割を果たすことが提唱されている。最近我々はCRMP-2が低分子量G蛋白質Rhoの標的蛋白質Rhoキナーゼによってリン酸化されると、チューブリンやNumbとの結合能を失うことを明らかにした。しかしActinとの結合にはリン酸化による影響は見られなかった。反発性軸索ガイダンス因子であるephrin-A5刺激による成長円錐の退縮時に、CRMP-2のリン酸化レベルの上昇が見られた。これらの結果は、成長円錐の退縮時にRhoキナーゼがCRMP-2をリン酸化し、CRMP-2とその結合分子との相互作用を制御することによりCRMP-2の機能を阻害していることを示唆している。CRMP-2はGSK-3βによってもリン酸化される。Rhoキナーゼと同様に、GSK-3βによるCRMP-2のリン酸化によってCRMP-2はチューブリンと結合しなくなり、不活性化されることも見出した。さらに、GSK-3βの上流にRasが存在していることが明らかとなった。Rasが活性化するとPI3-kinase/Akt/GSK-3βを介してCRMP-2のリン酸化を抑制し、従って軸索形成を促進することが明らかとなった。以上の結果から、極性形成を制御するCRMP-2は様々な分子と相互作用し、細胞外シグナル依存的にリン酸化され、その活性が制御されることが明らかとなった。

脑神经系统具有极其复杂的神经网络。这些神经网络是通过两种不同类型的神经突（轴突和树突）之间复杂突触的形成而形成和发挥作用的。然而，关于这些突起的形成机制还有许多未知之处。我之前已经证明塌陷反应介导蛋白 2 (CRMP-2) 参与轴突伸长和回缩。此外，近年来，有人提出CRMP-2负责决定轴突/树突的命运，并在极性形成和轴突伸长中发挥重要作用。我们最近发现，当 CRMP-2 被 Rho 激酶（小 G 蛋白 Rho 的靶蛋白）磷酸化时，CRMP-2 就会失去与微管蛋白和 Numb 结合的能力。然而，没有观察到磷酸化对肌动蛋白结合的影响。在 ephrin-A5（一种排斥性轴突引导因子）刺激诱导的生长锥收缩过程中，观察到 CRMP-2 磷酸化水平增加。这些结果表明，Rho 激酶在生长锥收缩期间磷酸化 CRMP-2，并通过控制 CRMP-2 与其结合分子之间的相互作用来抑制 CRMP-2 功能。 CRMP-2 也被 GSK-3β 磷酸化。他们还发现，与 Rho 激酶类似，GSK-3β 磷酸化 CRMP-2 会导致 CRMP-2 不再与微管蛋白结合并失活。此外，还发现Ras存在于GSK-3β的上游。结果表明，Ras 的激活通过 PI3 激酶/Akt/GSK-3β 抑制 CRMP-2 的磷酸化，从而促进轴突形成。上述结果表明，控制极性形成的CRMP-2与各种分子相互作用，并以细胞外信号依赖性方式磷酸化，从而控制其活性。

项目成果

PIP3 is involved in neuronal polarization and axon formation

• DOI: 10.1046/j.1471-4159.2004.02302.x
• 发表时间: 2004-04-01
• 期刊: JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY
• 影响因子: 4.7
• 作者: Ménager, C;Arimura, N;Kaibuchi, K
• 通讯作者: Kaibuchi, K

Axonal Transport of CRMP-2 by Conventional Kinesin and Neuronal Polarity

通过传统驱动蛋白和神经元极性对 CRMP-2 进行轴突运输

• 发表时间: 2005
• 期刊: J Neurochem (In press)
• 作者: Miura A;Kato M;Watanabe K;Kawabe A;Kotani H;Kakutani T.;Arimura N et al.
• 通讯作者: Arimura N et al.

GSK-3beta regulates phosphorylation of CRAM-2 and neuronal polarity

GSK-3beta 调节 CRAM-2 磷酸化和神经元极性

• 发表时间: 2005
• 期刊: Cell 120・1
• 作者: Miura A;Kato M;Watanabe K;Kawabe A;Kotani H;Kakutani T.;Arimura N et al.;Yoshimura T et al.
• 通讯作者: Yoshimura T et al.