ARF6が制御する神経軸索分岐形成機構

ARF6调控的神经轴突分支形成机制

• 批准号: 18790075
• 负责人: 相川 義勝
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Tokushima Bunri University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18790075/
• 关键词: ARF6; typeI PIPKinase; EZRIN; 神経軸索分岐; Rac1

ニューロンは、標的となる神経細胞へ軸索を伸長・分岐させた後、その標的細胞と正確な細胞間接着を行うことで、記憶や学習に必要なシナプス形成とその維持を可能にする。中枢神経特異的に発現する接着分子L1は神経突起や軸索分岐形成に関与することが報告されているが、L1依存的な軸索分岐形成の分子メカニズムについては明らかにされていない。申請者は、細胞内膜輸送や細胞骨格系の制御に関与する低分子量Gタンパク質のARF6が与えるL1依存的な軸索分岐形成への影響について検討した。ARF6のドミナントネガティブ型ARF6^<T27N>"を海馬ニューロンに過剰発現させ、L1の細胞外ドメイン領域のタンパク質をコートした培養皿で培養したところ、L1依存的な軸索分岐形成を有意に促進した。また、ARF6のエフェクター分子であるtype IPI(4)P5-kinaseをARF6のドミナントネガティブ型と共発現させた結果、その軸索分岐形成促進効果は抑制された。これらの結果から、神経軸索突起分岐形成にはtype I PIPkinaseの産物であるホスファチジルイノシトール(4,5)-2リン酸の細胞膜での量の調節が重要な役割を果たしているのではないかと考えられた。L1の細胞内ドメインには塩基性アミノ酸に富んだ領域が存在し、アクチン骨格系との連結に重要なEZRIN分子との相互作用が行われている。興味深いことに、L1同士の分子間相互作用の際にEZRINとの分子間相互作用が増強され、さらにtype I PIPkinaseとの分子間相互作用が確認された。またL1の細胞内ドメイン領域を組み込んだGST融合タンパク質は、ホスファチジルイノシトール(4,5)-2リン酸に対して結合活性を示した。すなわちこれらの結果から、L1依存的なホモフィリックな相互作用後に、低分子量Gタンパク質であるARF6がtype I PIPkinaseをリクルートし、EZRINとの分子間相互作用に必要なホスファチジルイノシトール(4,5)-2リン酸の合成を制御し、軸索分岐形成に影響を与えていることが考えられた。

将轴突扩展到靶神经元之后，神经元对目标细胞进行准确的细胞 - 细胞粘附，从而使突触形成并保持必要的记忆和学习。尽管据报道，在中枢神经系统中特别表达的粘附分子L1参与了神经突和轴突分支的形成，但尚未阐明L1依赖性轴突分支形成的分子机制。申请人检查了ARF6的作用，ARF6的作用是一种低分子量G蛋白，参与内细胞膜转运和细胞骨架系统的调节，对L1依赖性轴突分支形成。 The dominant negative type of ARF6^<T27N>" was overexpressed in hippocampal neurons and cultured in culture dishes coated with proteins in the extracellular domain region of L1, significantly promoting L1-dependent axonal branching formation. Furthermore, the effect of ARF6 type IPI(4)P5-kinase, an effector molecule of ARF6, was co-expressed with the dominant negative type ARF6抑制轴突分支形成的作用。对于肌动蛋白骨干系统的联系很重要，当L1与ezrin的分子相互作用时，与E型管道酶的分子相互作用相互作用，增强了GST融合蛋白。换句话说，这些结果表明，在L1依赖性同型相互作用之后，低分子量G蛋白ARF6是I型。被认为是募集到管道酶，调节磷脂酰辛醇（4,5）-2磷酸盐的合成，这是与分支与分支的分支相互作用所必需的。