樹状突起スパイン内細胞骨格再編成の分子基盤とその制御機構

树突棘细胞骨架重组的分子基础及其调控机制

基本信息

批准号：
12053209
负责人：
白尾智明
金额：
$ 34.24万
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

スパイン形成過程においては、(1)フィロポディアが直接スパインに変化するという説と(2)樹状突起シャフト上に形成されたシナプス後部から変化するという説がある。我々は、アクチン線維やドレブリンに着目して、免疫染色やタイムラプスイメージングを用いて、培養海馬神経細胞を解析し、これらの細胞においては、フィロポディアからスパインが直接形成されることを明らかにした。シナプス形成は軸索と樹状突起の接触を契機として誘導されると考えられている。シナプス前部の変化は接触直後から既に観察されていたが、シナプス後部においては、接触後1時間ほどしてから起こるPSD関連蛋白の集積が観察されているにすぎず、接触直後に何が起きているのかは不明であった。我々は培養海馬神経細胞の免疫組織化学および生体脳の免疫電顕により、軸索と樹状突起(フィロポディア)の接触直後におこる、神経特異的アクチン結合蛋白ドレブリンAの膜直下集積像とアクチン細胞骨格系の再編成像を観察することに成功した。次に、このスパイン形成過程におけるアクチン細胞骨格系とシナプス後部肥厚(PSD)の関連を解析した。培養神経細胞でのドレブリンAの発現を阻害すると、接触部におけるアクチン細胞骨格の再編成が起こらなくなり、PSD-95の集積も抑制されることがわかった。また、このPSD-95の集積はドレブリンAの局所的集積により促進されることもわかった。従来の研究によれば、成熟後のスパインにおいては、PSD-95の集積には、アクチン細胞骨格系に非依存的であることが示されている。今回の研究結果を考え合わせると、発達過程の海馬神経細胞においては、PSD-95の集積は先行するアクチン細胞骨格の再編成に依存的であるが、一度シナプス後部への集積が完遂するとアクチン非依存性になることが示された

在脊柱形成过程中，有一种理论，即（1）直接转化为脊柱，并且（2）它是从树突轴上形成的后突触部件变化。我们使用免疫染色和延时成像分析了培养的海马神经元，专注于肌动蛋白纤维和DREBRIN，并揭示了棘是直接从这些细胞中的植物植物形成的。突触形成被认为是由轴突和树突之间的接触引起的。接触后已经观察到突触前区域的变化，但是在突触后，仅观察到接触后约1小时发生的PSD相关蛋白的积累，目前尚不清楚接触后立即发生了什么。我们已经成功地观察到神经特异性肌动蛋白结合蛋白Drebulin a的囊膜积累和肌动蛋白细胞骨架系统的重排，该系统在轴突和树突（植物植物）之间接触后立即发生。接下来，分析了在此脊柱形成过程中肌动蛋白细胞骨架系统与后突触增厚（PSD）之间的关联。已经发现，抑制培养神经元中的Drebrin A表达可防止接触区域的肌动蛋白细胞骨架的重排，并抑制PSD-95的积累。还发现，PSD-95的积累是通过DrebrinA的局部积累来促进的。先前的研究表明，PSD-95的积累与后饱和棘中的肌动蛋白细胞骨架系统无关。考虑到这项研究的结果，结果表明，PSD-95积累取决于发育性海马神经元中肌动蛋白细胞骨架的重排，但是一旦后突触区域的积累完成，它就会变得不依赖肌动蛋白。