極長鎖脂肪酸産生による神経軸索成長の制御機構の解明

阐明极长链脂肪酸产生对神经轴突生长的控制机制

• 批准号: 21K06390
• 负责人: 本多 敦子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Niigata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06390/
• 关键词: 神経成長; 極長鎖脂肪酸; 脂質ラフト; 神経成長円錐; 神経極性; 神経軸索; セラミド; lipid order; 神経軸索成長; 極長鎖脂肪酸伸長酵素; 脂質マイクロドメイン; 脂肪酸伸長サイクル

神経成長円錐の脂質ラフト形成や軸索成長における極長鎖脂肪酸産生の生理的役割を解明するため、成長円錐に豊富な極長鎖脂肪酸産生酵素 GPSN2に着目してGPSN2ノックアウト(KO)マウスを作製、GPSN2ホモ欠損（KO）マウスがE9.5の胎生致死であることを確認した。E9.5のGPSN2KOマウスのホールマウントでの免疫染色をおこなったところ、中枢・末梢における神経回路形成の異常が認められ、GPSN2ヘテロ欠損（Ht）マウスE14.5海馬神経細胞またはshRNAノックダウンE14.5海馬神経細胞の成長円錐のイメージング解析においても、神経成長円錐の形態異常と極性形成阻害による神経軸索成長の異常を確認し、神経成長におけるGPSN2の発現の重要性を明らかにした。神経回路形成異常が認められたE9.5マウスにおける鎖長別脂質代謝の変化についてノンターゲットのリピドミクス解析をおこなったところ、GPSN2 KOマウスにおいて、セラミド合成経路における産生低下、特に極長鎖脂肪酸を含有する産物の顕著な産生阻害が認められた。またGPSN2 Htならびに野生型マウスのE14.5胎仔脳の成長円錐膜画分のリピドミクス解析においても、Htマウスにおいて脂質ラフト構成脂質の著しい減少が認められた。各成長円錐膜画分のウエスタンブロッティング解析により、Htマウスにおける脂質ラフト局在タンパク質（DRMタンパク質）分布量の著しい低下も認めた。海馬神経細胞の成長円錐形質膜における相状態や脂質ラフト分布について、蛍光プローブを用いたイメージング解析により、Htマウスにおける成長円錐の脂質膜の相状態の顕著な変化と、脂質ラフトの分布の著しい減少を明らかにし、GPSN2が成長円錐の脂質ラフト形成に必要であることを明らかにした。

The physiological mechanisms of lipid formation and axonal growth of the growth cones and the production of very long chain fatty acids were identified. The growth cones were enriched with the enzyme GPSN2, which was responsible for the production of very long chain fatty acids and the loss of GPSN2 due to E9.5. E9.5 GPSN 2 KO Immunostaining for E9.5 The importance of abnormal neuronal axonal growth and the development of GPSN2 in neuronal growth is clearly demonstrated. The abnormal formation of the nervous circuit is recognized as E9.5, and the abnormal formation of the lipid metabolism is recognized as the inhibition of the production of products containing low and very long chain fatty acids. GPSN2 Ht and wild-type E14.5 fetal growth cone analysis The distribution of lipid in DRM-like substance of each growth cone was significantly lower than that in DRM-like substance. The phase state of plasma membrane of growth cone of hippocampus neuron, lipid profile distribution, lipid profile analysis, lipid profile analysis, lipid

项目成果

神経軸索成長における極長鎖脂肪酸産生酵素GPSN2の生理的役割

超长链脂肪酸生成酶 GPSN2 在神经元轴突生长中的生理作用

• 发表时间: 2021
• 作者: 本多 敦子;野住 素広;五十嵐 道弘
• 通讯作者: 五十嵐 道弘

生きた神経細胞における膜マイクロドメイン動態の超解像イメージング解析

活神经元膜微域动力学的超分辨率成像分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 横田麻里子;苅田憲人;矢尾育子;鳥山道則;本多 敦子
• 通讯作者: 本多 敦子

極長鎖脂肪酸産生酵素GPSN2の神経軸索成長における役割

极长链脂肪酸生成酶 GPSN2 在神经轴突生长中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: 本多 敦子; 内野 春樹;野住 素広;豊國 伸哉;崎村建司;有田 誠;五十嵐 道弘
• 通讯作者: 五十嵐 道弘