無細胞再構成実験系を用いたRab3A系によるシナプス小胞形成機構の解明

使用无细胞重建实验系统阐明 Rab3A 系统的突触小泡形成机制

• 批准号: 04J08452
• 负责人: 馬場 威
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Osaka University
• 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 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J08452/
• 关键词: シナプス小胞; エンドサイトーシス; Rab3; Rab3-GEF; HGF; Ras; RIN2; Rab5; シナプス; エキソサイトーシス; SNARE; シンタキシン; トモシン; PKA; Rab; 神経伝達

神経回路網において、シナプスを介した神経細胞間の情報伝達が脳の高次機能に関与している。この神経細胞間の情報伝達は神経伝達物質の放出により行われているが、神経細胞内で神経伝達物質を運ぶシナプス小胞の形成機構についてはほとんど明らかにされていない。以前の研究により、シナプス小胞を前シナプス膜に運ぶ役割を担っている低分子量Gタンパク質Rab3の活性化因子であるRab3-GEFがシナプス小胞のサイズの決定に関係していることが明らかになっている。また、これまでの解析によりシナプス小胞の一部は形質膜からのエンドサイトーシスによって形成されることがわかっている。しかし、シナプス小胞の形成がどのようにして制御されているのか、シナプス小胞の形成はRabの活性化と関係するのかは不明である。そこでRabの活性化とエンドサイトーシスによって形成される小胞の量や大きさとの関係を形質膜を用いた無細胞再構成実験系を調べた。その結果、上皮細胞の形質膜ではRabの活性化によって小胞の形成がコントロールされていることが明らかになった。形質膜上のc-Metと呼ばれる受容体にHepatocyte growth factor(HGF)が結合することにより低分子量Gタンパク質Rasが活性化される。活性化されたRasはRab5-GEFであるRIN2と結合する。それによりRIN2がRab5を活性化し、小胞形成を促進することが明らかになった。HGFを作用させるとエンドサイトーシスが促進されることやRab5の活性化でエンドサイトーシスが促進されることが分っていた。しかし、それらの関係については不明であった。今回の解析によりRas-RIN2-Rab5というシグナル伝達がエンドサイトーシスの促進に関係することを明らかにした。このようなシグナル伝達系は神経系にも存在していると考えられるため、シナプス小胞の形成制御の機構の解明においても重要である。

在神经网络中，神经元之间通过突触的信息传输涉及大脑的高阶功能。神经元之间的这种通讯是通过神经递质的释放来进行的，但人们对神经元内携带神经递质的突触小泡的形成机制知之甚少。之前的研究表明，Rab3-GEF是小G蛋白Rab3的激活剂，负责将突触小泡运输到突触前膜，参与决定突触小泡的大小。此外，先前的分析表明，一些突触小泡是通过质膜的内吞作用形成的。然而，目前尚不清楚突触小泡的形成是如何调节的以及突触小泡的形成是否与 Rab 激活有关。因此，我们使用质膜的无细胞重建实验系统研究了 Rab 激活与内吞作用形成的囊泡的数量和大小之间的关系。结果表明，囊泡的形成是由上皮细胞质膜上的 Rab 激活控制的。肝细胞生长因子 (HGF) 与质膜上称为 c-Met 的受体结合会激活低分子量 G 蛋白 Ras。激活的 Ras 与 RIN2（一种 Rab5-GEF）结合。这表明 RIN2 激活 Rab5 并促进囊泡形成。已知HGF的作用促进内吞作用并且Rab5的激活促进内吞作用。然而，他们之间的关系尚不清楚。该分析表明 Ras-RIN2-Rab5 信号传导参与促进内吞作用。由于这种信号转导系统被认为存在于神经系统中，因此它对于阐明控制突触小泡形成的机制也很重要。

项目成果

Regulation of SNARE by tomosyn and ROCK : implication in extension and retraction of neuritis

Tomosyn 和 ROCK 对 SNARE 的调节：对神经炎伸展和收缩的影响

• 发表时间: 2004
• 期刊: The Journal of Cell Biology 166・1
• 作者: Toshiaki Sakisaka;Takeshi Baba;Shintaro Tanaka;Genkichi Izumi;Masato Yasumi;Yoshimi Takai
• 通讯作者: Yoshimi Takai

PKA-catalyzed phoshorylation of tomosyn and its implication in Ca^<2+>-depemdent exocytosis of neurotransmitter.

PKA 催化的 Tomosyn 磷酸化及其在 Ca^2 依赖的神经递质胞吐作用中的意义。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Cell Biol 170・7
• 作者: Baba;T.
• 通讯作者: T.