細胞間相互作用によるmTORシグナルの新規制御機構の解明

通过细胞间相互作用阐明 mTOR 信号的新型调节机制

基本信息

批准号：
20K15920
负责人：
橋詰晃一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
National Center of Neurology and Psychiatry
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15920/
关键词：
細胞間接着 mTOR 神経細胞細胞接着分子神経科学

项目摘要

神経細胞の細胞膜上に局在するDSCAML1は、細胞外ドメイン同士のホモフィリックな結合を介して神経回路形成に寄与することが知られているが、その生体における役割は未だに不明な点が多い。近年、申請者らはてんかん自然発症ラット（IER）の原因遺伝子がDSCAML1であることを報告した。さらに、IERではmTORシグナルが活性化していることを見出した。本研究では、DSCAML1によるmTORシグナル制御機構とその生理的意義を明らかにすることを目的とする。（１）in vitroでの解析により、DSCAML1の細胞内ドメインが核に輸送されることがmTORシグナル抑制において重要であることを明らかにした。さらに、DSCAML1安定発現L929細胞株を用いたbulk RNA-seqの解析より、DSCAML1により発現上昇する遺伝子群においてSTAT3の標的遺伝子がエンリッチしていることが示された。DSCAML1の細胞内ドメインには、STAT3のSH2ドメインと結合するモチーフが存在していることが報告されている。申請者らは、DSCAML1のSTAT3結合モチーフがmTORシグナル制御において重要であることを明らかにし、さらにSTAT3阻害剤によってmTORシグナル抑制が阻害されることを見出した。（２）DSCAML1によるmTORシグナル制御機構は、DSCAML1を発現する細胞同士が接着することで引き起こされることが明らかとなった。（３）DSCAML1のパラログのDSCAMはmTORシグナルを制御しないことが示され、本研究が着目しているmTORシグナル制御機構はDSCAML1特異的であることが示唆された。（４）DSCAML1の発現不全マウスでは、生後2週齢以降に海馬サイズが増加することが明らかとなった。また、海馬や大脳皮質におけるmTORシグナルの亢進が観察された。

尽管已知位于神经元细胞膜上的DSCAML1通过细胞外结构域之间的均电结合有助于神经回路的形成，但其在生物体中的作用尚不清楚。近年来，申请人报告说，自发性癫痫大鼠（IERS）中的致病基因为DSCAML1。此外，我们发现MTOR信号在IER中被激活。这项研究旨在阐明DSCAML1及其生理意义的MTOR信号调节机制。（1）体外分析表明，DSCAML1的细胞内结构域中的转运在MTOR信号抑制中很重要。此外，使用DSCAML1稳定表达L929细胞系对散装RNA-SEQ进行分析表明，STAT3的靶基因富含DSCAML1表达的基因组。据报道，DSCAML1的细胞内结构域包含一个与STAT3的SH2结构域结合的基序。申请人表明，DSCAML1的STAT3结合基序在MTOR信号调节中很重要，并进一步发现STAT3抑制剂抑制MTOR信号抑制。（2）已经揭示了DSCAML1通过表达DSCAML1表达的细胞的粘附引起的MTOR信号调节机制。（3）表明，寄生态DSCAML1中的DSCAM不能控制MTOR信号，这表明集中在这项研究中的MTOR信号调节机制是DSCAML1特异性的。（4）据表明，未表达DSCAML1的小鼠2周后，海马大小增加。另外，在海马和脑皮质中观察到MTOR信号增加。