一酸化窒素による神経軸索投射経路の記憶機構の解析

一氧化氮神经轴突投射通路记忆机制分析

基本信息

批准号：
18700332
负责人：
戸島拓郎
金额：
$ 2.24万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
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 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

発生中の神経軸索先端部に現れる成長円錐は,外界の微小環境を受容しその運動性を臨機応変に変化させることで軸索を正確な標的へと牽引する。生理活性物質である一酸化窒素は,成熟脳における学習・記憶等の脳機能に深く関与していることがよく知られているが,神経発生期における役割については不明の点が多い。本研究では,成長円錐の旋回運動に対する一酸化窒素の役割を解明し,神経軸索投射経路を細胞レベルで記憶する分子機構の一端を明らかにすることを目的としている。平成18年度までの研究では,ケージドカルシウム光解離法により誘発された成長円錐の反発性旋回運動に対する一酸化窒素-cGMP経路の関与を,各種薬剤および遺伝子欠損マウスを用いて明らかにした。平成19年度は,一酸化窒素感受性蛍光色素DAFを用いて,鶏胚培養脊髄後根神経節細胞の成長円錐における一酸化窒素の発生を解析した。我々は過去の研究により,成長円錐の旋回方向の決定における基質依存性を明らかにしている。すなわち,ラミニン基質上に培養した成長円錐は,成長円錐局所カルシウムシグナルに対して反発性旋回を呈し,一方Ll基質上の成長円錐は誘引性旋回を呈する。そこでラミニンおよびL1基質上の成長円錐をDAFにより蛍光染色したところ,ラミニン基質上の成長円錐では強い蛍光が検出されたが,その一方でL1基質上ではほとんど検出されなかった。すなわち,反発性旋回誘発条件下において実際に一酸化窒素が成長円錐内で発生していることが証明された。平成18年度および19年度の結果から,発生期の脊髄後根神経節細胞の反発性軸索ガイダンスには,一酸化窒素-cGMP経路の活性化が必要であることが証明された。さらに一酸化窒素-cGMP経路は,cAMP経路と拮抗的に働くことで成長円錐の旋回方向(誘引/反発)の決定に関与することが強く示唆された。

出现在发育中的神经轴突尖端的生长锥接受外部微环境，并灵活地改变其运动性，从而导致轴突达到准确的靶标。众所周知，一种生理活性物质一氧化氮与成熟大脑中的学习和记忆等大脑功能深深相关，但关于其在神经发生中的作用有很多未知数。这项研究旨在阐明一氧化氮在生长锥的旋转运动中的作用，并阐明在细胞水平上存储神经轴突投射路径的分子机制之一。截至2006年的研究揭示了一氧化氮-CGMP途径参与使用各种药物和基因缺陷型小鼠笼中钙钙光解离引起的生长锥的排斥回旋。 2007年，使用一氧化氮敏感的荧光染料DAF来分析鸡胚胎培养中背根神经节细胞生长锥中一氧化氮的发展。我们已经揭示了底物依赖性在确定生长锥的回旋方向时。也就是说，在层粘连蛋白底物上培养的生长锥表现出对生长锥的局部钙信号的排斥性旋转，而LL底物上的生长锥显示出旋流。因此，当用DAF荧光染色层粘连蛋白和L1底物上的生长锥时，在层粘连蛋白底物上的生长锥中检测到强荧光，而L1底物上的生长锥上的荧光很少。也就是说，已经证明，一氧化氮实际上发生在排斥性摇摆的诱导条件下的生长锥内。 2006年和2007年的结果表明，新生背根神经节细胞中排斥的轴突引导需要激活一氧化氮-CGMP途径。此外，强烈建议，一氧化氮CGMP途径参与确定生长锥的枢纽方向（吸引/排斥），通过与cAMP途径作用作用。