成長円錐からシナプス終末へ:成長円錐の停止信号とシナプス小胞の形成機構のリアルタイム解析

从生长锥到突触末端：实时分析生长锥停止信号和突触小泡形成机制

• 批准号: 07279208
• 负责人: 五十嵐 道弘
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07279208/
• 关键词: 成長円錐; シンタキシン; ボツリヌス毒素; SNARE仮説; SNARE複合体; 神経成長

成長円錐の機能の一つは神経突起の伸長機能であり、このためには膜面積の拡大が生ずる必要がある。この機構は分かっていないが、成長円錐の小胞にその起源を求める考え方がある。報告者は「シナプス小胞の融合と同じメカニズムで小胞融合が成長円錐で生じて、その結果、突起の膜面積が拡大する」という、仮説を立て、その検証を行った、融合に必須の蛋白質シンタキシンを選択的に分解する活性を有するボツリヌス毒素C1を培養神経細胞に投与すると、成長円錐の退縮が生じた。成長円錐の退縮は、成長円錐機能の抑制を意味するので、シンタキシンが成長円錐の機能に必須であることが証明された。さらに、この過程をビデオで観察すると、小胞の多い領域の面積が選択的に縮小し、中に多数の巨大空砲が集積する像が観察された。これらの空砲は小胞同士が融合して形成される像も観察された。また、これらの空砲の表面積の総和が成長円錐での突起の膜面積拡大に相当するものであることが、画像解析によって示された。従って、巨大空砲は、毒素処理によって小胞が膜に融合出来ず、過剰に蓄積した小胞同士の異常な融合で形成されることが明らかとなった。さらに成長円錐の表面をFITC-WGAでラベルすると、成長円錐の螢光強度は経時的に減弱するが、毒素処理群ではその消退が遅延することを見いだした。これは成長円錐で膜付加が生じていることを証明している。よって、成長円錐ではシンタキシンが他の蛋白とSNARE複合体を形成して、膜小胞の形質膜への融合が起こり、膜面積が拡大して突起が成長することが証明された。

生长锥的功能之一是神经突延伸的功能，它需要膜区域的扩展。尽管这种机制尚不清楚，但人们认为它的起源是在生长锥的囊泡中寻求的。记者假设并测试了“囊泡融合使用与突触囊泡融合相同的机制在生长锥中发生，从而导致突出的膜面积扩大。”当具有选择性分解蛋白质语法的活性的肉毒蛋白毒素C1对融合，对培养的神经元必不可少的蛋白质语法缩回生长锥。由于生长锥的缩回意味着抑制生长锥功能，因此索引素已被证明对生长锥功能至关重要。此外，当我们在视频上观察到这一过程时，选择性降低了富含囊泡的区域的面积，以及积累大量巨型毯子枪的图像。还观察到由囊泡融合在一起形成的这些大炮的图像。图像分析还表明，这些大炮的表面积之和对应于生长锥投影的膜面积的增加。因此，已经揭示了巨型空气炮因毒素处理而无法将囊泡融合到膜上，并且它们是由多余的累积囊泡之间异常融合而形成的。此外，当生长锥的表面用FITC-WGA标记时，随着时间的推移，生长锥的荧光强度被减弱，但发现其消失在毒素处理组中延迟。这表明膜添加发生在生长锥中。因此，事实证明，语法素与生长锥中的其他蛋白质形成编核心复合物，从而导致膜囊泡融合到质膜，从而增加膜面积并增长突起。

项目成果

Igarashi M et al.: "Ligand-induced growth core collapse." Journal of Neuroscience. 15. 5660-5667 (1995)

Igarashi M 等人：“配体诱导的生长核心崩溃。”

五十嵐道弘: "神経突起伸展とG蛋白質" BRAIN MEDICAL. 7. 149-155 (1995)

Michihiro Igarashi：“神经突延伸和 G 蛋白”《BRAIN MEDICAL》7. 149-155 (1995)。