神経発生におけるRho標的分子mDiaの役割

Rho靶分子mDia在神经发生中的作用

基本信息

批准号：
10J56362
负责人：
篠原亮太
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

脳の発生過程で興奮性神経細胞と抑制性神経細胞の前駆細胞は異なる移動様式を示すが、これらの細胞移動が同様のまたは異なる細胞内機構により駆動されるかは明らかでない。本研究ではRho標的アクチン重合因子mDiaの神経前駆細胞の移動における役割をmDia1/3二重欠損マウスで解析した。mDia1/3二重欠損マウスでは、興奮性神経細胞のradial migrationとそれに伴う大脳皮質層形成に異常は無かった。一方、抑制性神経細胞の基底核原基から大脳皮質へのtangential migrationは有意に減少し、成体においても大脳皮質や海馬における抑制性神経細胞の減少が認められた。また、成体の側脳室下帯神経芽細胞の嗅球へのtangential migrationも顕著に減少し、嗅球顆粒細胞の減少と嗅球低形成が観察された。次いで、側脳室下帯を組織培養し神経前駆細胞の移動様式を細胞体と中心体の動きを焦点にin vitroで観察した。これによりmDia1/3は中心体の先導突起方向への移動と、移動した中心体への細胞核・細胞体の移動の両方に関与していることが分かった。このときアクチン動態を可視化したところ、中心体に付随したアクチン線維の先導突起方向への移動と細胞体移動時の細胞体後部での一過的なアクチン線維の集積がmDia依存的に起こることが明らかとなった。最後に神経前駆細胞の移動でRhoの下流でミオシン活性化を担うROCKがはたらくかを、ROCK特異的阻害剤Y-27632を用いて検討した。ROCKの阻害は中心体の細胞核からの移動に影響を与えなかったが、細胞核の移動を抑制した。以上から、抑制性神経細胞のtangential migrationにおいて、Rho-mDia経路によるアクチン動態制御が不可欠であること、このメカニズムは興奮性神経細胞のradial migrationには重要でないことが示された。

在大脑发育过程中，兴奋性和抑制性神经元祖细胞表现出不同的迁移模式，但尚不清楚这些细胞迁移是否是由相似或不同的细胞内机制驱动的。在本研究中，我们利用 mDia1/3 双缺陷小鼠分析了 Rho 靶向肌动蛋白聚合因子 mDia 在神经祖细胞迁移中的作用。在mDia1/3双缺陷小鼠中，兴奋性神经元的径向迁移和相关的大脑皮质层形成没有异常。另一方面，抑制性神经元从基底节原基到大脑皮层的切向迁移显着减少，在成人中也观察到大脑皮层和海马的抑制性神经元减少。此外，成人室下区神经母细胞向嗅球的切向迁移明显减少，并观察到嗅球颗粒细胞减少和嗅球发育不全。接下来，我们培养室下区并在体外观察神经祖细胞的迁移模式，重点关注细胞体和中心体的运动。这表明mDia1/3参与中心体向前导突起的运动以及细胞核和细胞体向迁移中心体的运动。此时，我们对肌动蛋白动力学进行了可视化，发现附着在中心体上的肌动蛋白纤维向前导突起的运动以及细胞体运动期间肌动蛋白纤维在细胞体后部的短暂积累以mDia依赖性方式发生。事情变得很清楚了。最后，我们使用 ROCK 特异性抑制剂 Y-27632 来检查负责肌球蛋白激活的 ROCK 是否在神经祖细胞迁移中在 Rho 下游发挥作用。 ROCK的抑制不影响中心体从细胞核的运动，但抑制细胞核的运动。这些结果表明，Rho-mDia 通路的肌动蛋白动力学控制对于抑制性神经元的切向迁移至关重要，但这种机制对于兴奋性神经元的径向迁移并不重要。