雑種神経細胞株NG108-15を用いた神経突起伸長の制御機構の解析

使用杂交神经元细胞系 NG108-15 分析神经突生长的控制机制

基本信息

批准号：
01J10766
负责人：
戸島拓郎
金额：
$ 1.28万
依托单位：
The University of Tokyo (2002)Hokkaido University (2001)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,神経回路形成における最も重要な現象の一つであるニューロンの神経突起形成・伸長制御機構について,特に神経突起形成・伸長の直接的な牽引力を提供する細胞骨格アクチン線維の動態に着目して解析した。生きた細胞内におけるアクチン線維の動態を可視化するために,Fluorescent Speckle Microsoopy (FSM)を適用した。FSMとは,蛍光標識された細胞骨格分子を少量細胞内に導入することで細胞骨格の動態を解析する方法である。標識分子は内在性の細胞骨格内にランダムに取り込まれて蛍光斑(speckle)を形成するため,speckleの移動を経時的に観察することで細胞骨格全体の動態が詳細に解析できる。その結果,神経突起形成時の細胞体周辺部に見られるラメラ構造(perisomatic lamella)や,伸長中の神経突起先端部に見られる成長円錐において,アクチン線維の後方移動を観察することに成功した。このアクチン後方移動が神経突起形成・伸長の直接的な牽引力を提供していると考えられる。ところで,神経突起の伸長・方向転換等の細胞運動は,細胞内セカンドメッセンジャーであるカルシウムによって制御を受けることが知られている。そこで次に,細胞内局所カルシウム上昇によるアクチン動態調節機構について解析した。細胞内に導入されたケージドカルシウムの光解離によって成長円錐内局所領域におけるカルシウム上昇を引き起こしたところ,アクチン後方移動の速度に有意な変化は見られなかった。この結果から,細胞内カルシウム上昇はアクチン後方移動の速度変化を引き起こす直接的な要因では黒いことが示唆された。現在は,もう一つの細胞骨格である微小管の生きた細胞内での動態を解析中である。

今年，我们重点研究了神经元神经突形成和生长的控制机制，这是神经回路形成中最重要的现象之一，并重点研究了为神经突形成和生长提供直接牵引力的细胞骨架肌动蛋白纤维的动力学。被分析了。荧光散斑显微镜 (FSM) 用于可视化活细胞中肌动蛋白纤维的动态。 FSM是一种通过将少量荧光标记的细胞骨架分子引入细胞中来分析细胞骨架动力学的方法。标记分子随机掺入内源性细胞骨架中形成荧光斑点，因此通过观察斑点随时间的运动，可以详细分析整个细胞骨架的动态。结果，我们成功地观察到在神经突形成过程中细胞体周围的细胞周薄层中以及在伸长的神经突尖端处看到的生长锥中肌动蛋白纤维的向后运动。肌动蛋白的这种向后运动被认为为神经突的形成和生长提供了直接的牵引力。顺便说一句，已知细胞运动（例如神经突延伸和方向改变）是由细胞内第二信使钙控制的。接下来，我们分析了细胞内局部钙升高调节肌动蛋白动力学的机制。当引入细胞的笼状钙被光解以诱导生长锥内局部区域的钙升高时，肌动蛋白向后运动的速率没有观察到显着变化。这些结果表明细胞内钙升高并不是引起肌动蛋白向后运动速度变化的直接因素。我们目前正在分析活细胞内微管（另一种细胞骨架）的动力学。