神経細胞の極性形成におけるCRMP-2の制御機構の解析

CRMP-2对神经元极性形成的调控机制分析

基本信息

批准号：
08J04053
负责人：
中牟田信一
金额：
$ 1.15万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J04053/
关键词：
神経細胞軸索形成 CaMKKK CaMKI CRMP-2 ULK1 S1p1 Rab27 Trk

项目摘要

報告者は神経細胞の外界シグナルによる極性誘導機構の解明と極性形成分子CRMP familyの結合分子の探索に取り組んだ。外界シグナルによる極性誘導機構の解明生体内で神経細胞は、神経栄養因子をはじめとする細胞外因子や細胞接着などの局所的な外界からの情報をもとに極性を獲得すると考えられる。しかしながら、生体内という複雑な環境の中では、細胞外シグナルの解析は非常に困難であった。申請者は細胞の局所にのみ刺激を与える系を確立し、神経栄養因子が未成熟な突起の伸長を促進し、軸索形成を誘導することが判明した。さらに、カルシウムの下流でCaMKKが活性されていることを見出した。活性化型CaMKKを過剰発現させると複数の軸索が形成された。このことは、神経栄養因子の下流でカルシウムというセカンドメッセンジャーが神経細胞の極性化を促進し、軸索形成を誘導することを示唆している。さらにこれらの現象が生体内でも起きているかどうか調べるために、In utero electroporation法(子宮内胎仔への遺伝子導入法)を用いて解析を行った。Trkのドミナントネガティブ体(DN)やCaMKKのDNを過剰発現させたとき、極性化されない細胞の増加や極性化の遅れが認められた。以上の結果は、神経成長因子は神経細胞の極性形成に関与しており、軸索の誘導にはPLC-カルシウム-CaMKIを介したシグナル伝達経路が重要であることを示唆している。CRMP family結合分子の探索CRMP familyは5種類のisoformが存在することが知られている。最近、CRMP isoformの違いによって異なる機能を有していることが報告された。また、isoformの違いによって結合分子が異なることも示されてきた。しかしながら、それらの結合分子はほとんど分かっていない。そこで、5種類のCRMP isoformでrat brain抽出液を用いたaffinity chromatographyを行い、新規結合蛋白質を同定した。その結果638種類の結合分子が同定された。現在そのうちの1つであるERKとCRMP isoform間の結合の意義を明らかにし、どのようにして極性形成に関与しているのか検討中である。

作者致力于阐明神经元中外部信号诱导极性的机制，并寻找极性形成分子 CRMP 家族的结合分子。阐明外部信号的极性诱导机制在体内，神经元被认为是根据来自局部外部世界的信息（例如神经营养因子和细胞粘附等细胞外因子）获得极性。然而，在生物体的复杂环境中，细胞外信号的分析变得极其困难。申请人建立了一种仅对细胞局部施加刺激的系统，并发现神经营养因子促进未成熟突起的伸长并诱导轴突形成。此外，我们发现 CaMKK 在钙下游被激活。当激活的 CaMKK 过表达时，形成多个轴突。这表明钙作为神经营养因子下游的第二信使，促进神经元极化并诱导轴突形成。此外，为了研究这些现象是否在体内发生，我们使用子宫内电穿孔（一种将基因导入子宫内胎儿的方法）进行了分析。当 Trk 显性失活 (DN) 或 CaMKK DN 过表达时，观察到非极化细胞增加和极化延迟。这些结果表明神经生长因子参与神经元极性的形成，PLC-钙-CaMKI介导的信号转导通路对于轴突引导具有重要意义。寻找CRMP家族结合分子已知CRMP家族有五种亚型。最近有报道称CRMP根据其异构体具有不同的功能。还表明，结合分子根据异构体而不同。然而，人们对它们的结合分子知之甚少。因此，我们使用大鼠脑提取物与五种类型的 CRMP 同工型进行亲和层析，并鉴定了新型结合蛋白。结果，鉴定出 638 种结合分子。我们目前正在阐明其中一种 ERK 与 CRMP 同工型之间结合的重要性，并研究它如何参与极性形成。