神経細胞の極性形成を担う分子群の網羅的解析

全面分析负责形成神经元极性的分子群

• 批准号: 16011238
• 负责人: 稲垣 直之
• 金额: $ 3.46万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 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: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16011238/
• 关键词: 神経細胞; 網羅的機能解析; 機能ゲノミクス; 細胞極性; プロテオーム; 新規脳特異タンパク質

神経細胞は、1本の軸索と複数の樹状突起を有し神経極性を形成する。神経極性は、神経細胞の基本的な機能であるシグナルの入出力や統合に重要な役割を果たすにも関わらず、その形成および維持の分子機構は未だよくわかっていない。本研究の目的は、プロテオミクスを用いて神経細胞の極性形成に関わる分子群を網羅的に同定し機能解析を行うことにより、神経極性形成・維持の分子ネットワークを明らかとすることである。これまでの研究で、我々は高感度二次元電気泳動法を用いて6,197個のタンパク質スポットを解析し、培養海馬神経細胞の極性形成時に発現が上昇する92個のタンパク質を質量分析装置を用いて同定した。また、5,164個のタンパク質スポットを解析し、82個の神経軸索に濃縮するタンパク質を同定している。本年度は、これらのうち2つの新規タンパク質の機能解析を重点的に行った。そのひとつshootin1に対する抗体を作成し組織分布を調べたところ、shootin1は脳に特異的に発現しその発現量は軸索が形成される生後4日目にピークを迎えた。また、ラット海馬培養神経細胞では、shootin1が極性形成に伴って軸索の成長円錐に強く濃縮することが明らかとなった。さらに、shootin1の異所性の過剰発現は神経極性に乱れを惹き起こし過剰軸索を形成させた。以上の結果から、今回見出したshootin1は極性形成に関与する重要な分子であると結論された(論文投稿中)。もうひとつの新規分子(名前は未定)も脳特異的な組織分布を示し、ラット海馬培養神経細胞では神経細胞の極性形成とともにその発現量が上昇した。また、この分子は成長円錐内でアクチンフィラメントと共局在しており、極性形成に伴った神経突起成長を調節する重要な因子である可能性が示唆された。

神经元具有单个轴突和多个树突，形成神经极性。尽管神经极性在信号的输入和输出中起着重要作用，这是神经元细胞的基本功能，但其形成和维持的分子机制仍然很少了解。这项研究的目的是使用蛋白质组学对参与神经元极性形成的分子进行全面识别和功能分析，从而揭示了用于神经极性形成和维持的分子网络。在先前的研究中，我们使用高度敏感的二维电泳方法分析了6,197个蛋白质斑点，并使用质谱仪鉴定了92个蛋白质，并在培养的海马神经元极化期间表达增加了92个蛋白质。此外，已经分析了5,164个蛋白质斑点，以鉴定浓缩在82个神经轴突中的蛋白质。今年，我们专注于对其中两种新蛋白的功能分析。这些抗体之一被准备进行射击并检查组织分布，并在形成轴突后的第四天峰值表达水平。还揭示了在大鼠海马培养的神经元中，Shopin1在轴突生长锥中以极性形成浓缩。此外，Shotin1的异位过表达导致神经极性受到干扰，并导致了多余的轴突的形成。从以上结果得出结论，目前发现的shopin1是参与极性形成的重要分子（在论文提交中）。另一个新型分子（尚未决定）也表现出脑特异性组织分布，在大鼠海马培养的神经元中，其表达水平随着神经元极性的形成而增加。还建议该分子与生长锥内的肌动蛋白丝共定位，这可能是调节与极性形成相关的神经突生长的重要因素。

项目成果

遺伝子医学MOOK「疾患プロテオミクスの最前線」

基因医学MOOK“疾病蛋白质组学最前沿”

• 发表时间: 2005
• 作者: 稲垣 直之

神経成長円錐局在分子Shootin1もしくはそのスプライシングバリアントを利用した神経軸索の形成・伸長と神経再生への応用

使用神经生长锥局部分子 Shootin1 或其剪接变体应用于神经轴突的形成和延伸以及神经再生

• 发表时间: 2004

Axon formation and elongation employing nerve growth cone localized molecule shootin1 or its splicing variants, and applications for nerve regeneration

利用神经生长锥局部分子shootin1或其剪接变体形成轴突和伸长，以及在神经再生中的应用

• 发表时间: 2005