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Mechanisms of electric axon guidance: regulation of integrin activities by cell surface calcium

电轴突引导机制：细胞表面钙调节整合素活性

基本信息

批准号：
21K06772
负责人：
山下勝幸
金额：
$ 2.66万
依托单位：
International University of Health and Welfare
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

项目摘要

昨年度(2021年度)は軸索の細胞膜近傍でカルシウムイオンが非対称的に分布することを明らかにした。即ち、電場内ではカルシウムイオン流が生じ、網膜神経節細胞の軸索表面において陽極側では陰極側より多くのカルシウムイオンが集積することを、カルシウム感受性蛍光色素を用いた画像解析から明らかにした。インテグリンの細胞外ドメインにおいてリガンド結合部位にカルシウムイオンが配位するとリガンドとの親和性が低下し抑制性に活性制御される。従って、電場内では網膜神経節細胞の軸索に発現するインテグリンの活性は陽極側で低下し、陰極側では上昇すると考えられた。インテグリンが活性化するとPI3K-Akt経路を介してGSK3が抑制されることを既に明らかにした(18K06857報告書)。GSK3が抑制されると微小管が安定化されるので、電場内において微小管は軸索の陰極側でより安定化されると予想された。当該年度(2022年度)は、微小管をラベルする蛍光色素(TubulinTracker Green)を用いて網膜神経節細胞の軸索内における微小管の分布を解析した。鶏胚から網膜を摘出し、網膜切片をMatrigel内で21時間培養して神経節細胞の軸索を伸長させた。次に電場内で3時間培養した後、蛍光染色した。その結果、軸索が陰極側へターンする部位において微小管は非対称的に分布することを明らかにした。即ち、微小管は陰極側に偏って分布した。これを定量化するために、asymmetry index (AI)を導入し、微小管の非対称分布を実証した。Nocodazoleで30分間処理した後も同様な結果を得た。これらの結果から、電場内で軸索がターンする場合、微小管は陰極側で安定化されることが明らかになった。軸索は安定化された微小管の方向へ伸長するので、電場内で軸索は陰極側へ伸長すると考えられた。

Last year (2021), the axonal cell membrane near the axonal cell membrane was distributed non-symmetrically. That is, the flow of electricity inside the electric field, the axonal surface of the omental ganglion cells, the anode side, and the cathode side of the omentum.くのカカシウムイオンがassemble することを, カルシウムsensitive light pigment をいたimage analysis から明らかにした.インテグリンの extracellular ドメインにおいてリガンドbinding site にカルシウムイThe オンが coordination and とリガンドとのlower affinity and inhibitory activity control される.従って, the axon of the omental ganglion cells in the electric field is now active, the anode side is low, and the cathode side is rising, and the test is done. Activation of PI3K-Akt PI3K-AKT and inhibition of GSK3 (Report 18K06857). GSK3 inhibits the stabilization of microtubules and stabilizes microtubules in the electric field, and stabilizes the cathode side of the axon in the electric field. In this year (2022), the distribution of microtubules within the axon of omental ganglion cells will be analyzed using Tubulin Tracker Green. The omentum was removed from the embryo, the omentum section was cultured in Matrigel for 21 days, and the axon of the ganglion cells was elongated. After incubation in an electric field for 3 seconds, the cells were stained with light. As a result, the axonal cathode side has a non-symmetrical distribution of microtubules in the cathode side. That is, the microtubes are biased and distributed on the cathode side.これをQuantitative するために, asymmetry index (AI) を introduction し, microtubule の asymmetric distribution を実 Evidence した. Nocodazole can be treated in 30 minutes and the results will be the same. In the case where the axon is in the electric field and the cathode side of the microtube is stabilized, the result is stable. The axon is stabilized and the direction of the microtubule is elongated, and the axon in the electric field is elongated on the cathode side.