脳神経系におけるM-Rasの新奇機能とその分子機構の解明

阐明M-Ras在大脑和神经系统中的新功能及其分子机制

基本信息

批准号：
10J02693
负责人：
齊藤康弘
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

神経細胞が精密なネットワークを形成するために、その形成期に形態を制御するさまざまな分子が必要である。申請者はこれまでに、脳に多く発現しているR-Rasサブファミリーの1つであるM-Rasが樹状突起の成長を制御することを見いだした。しかしM-Rasの細胞内局在や活性化制御因子、エフェクターなどは未知のままだった。M-Rasのシグナル伝達機構の全容を、主に分子生物学的手法を用いて解明していくことが本研究の目的である。まずエフェクターを同定するために酵母two-hybrid法を用いて探索したところ、PICK1、Dynactin4、C12orf43を同定した。またC12orf43は新奇アイソフォームも同定した。これらはM-Rasに特異的かつ活性依存的に結合することを見いだした。PICK1はAMPA受容体の輸送、Dynactin4はオルガネラなどの輸送などに関与する報告があるため、M-Rasがこれらの機能に関与するのかどうかを調べたが、それらを示唆するデータは得られなかった。今後はM-Rasがこれらのタンパク質に結合して何をしているのかを解明していく必要がある。次にM-Rasの細胞内局在を調べたところ、軸索には局在化せず、樹状突起、特にシナプス後肥厚膜に局在化することを見いだした。一方でR-Rasは軸索に局在化することが知られている。同じR-Rasファミリー間で、細胞内局在が異なるというのは興味深い。現在はそのメカニズム解明を目指している。近年ではM-Rasの活性化因子が神経疾患と関与する報告、またC12orf43とM-Rasが冠動脈疾患でSNP解析において統計学的有為差が認められたという報告がなされた。M-Rasのシグナル伝達の理解することは脳神経系のみならず循環器系の疾患の治療薬の開発にもつながる可能性がある。

为了使神经元形成精确的网络，需要各种分子在其形成过程中控制其形态。申请人之前发现M-Ras是R-Ras亚家族的成员，在大脑中大量表达，它控制树突的生长。然而，M-Ras 的细胞内定位、激活调节因子和效应子仍然未知。本研究的目的是阐明M-Ras信号转导的整体机制，主要采用分子生物学方法。首先，我们采用酵母二杂交法鉴定效应子，鉴定出PICK1、Dynactin4和C12orf43。还鉴定出了 C12orf43 的一种新亚型。我们发现它们以活性依赖的方式特异性地与 M-Ras 结合。有报道称PICK1参与AMPA受体的转运，Dynactin4参与细胞器等的转运，因此我们研究了M-Ras是否参与这些功能，但没有获得表明这一点的数据。将来，有必要阐明 M-Ras 与这些蛋白质结合时的作用。接下来，我们研究了 M-Ras 的细胞内定位，发现它并不定位于轴突，而是定位于树突，特别是突触后增厚膜。另一方面，已知 R-Ras 定位于轴突。有趣的是，同一 R-Ras 家族成员的亚细胞定位不同。我们目前的目标是阐明其机制。近年来有报道称M-Ras激活剂与神经系统疾病有关，且SNP分析发现C12orf43和M-Ras在冠状动脉疾病中存在统计学上的显着差异。了解 M-Ras 信号转导可能有助于开发治疗大脑和神经系统疾病以及循环系统疾病的药物。