神経ネットワーク形成における低分子量G蛋白質Rhoファミリーの役割

低分子量 G 蛋白 Rho 家族在神经网络形成中的作用

• 批准号: 15029227
• 负责人: 根岸 学
• 金额: $ 4.35万
• 依托单位: Kyoto 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15029227/
• 关键词: semaphorin; Plexin; R-Ras; 軸索ガイダンス; Rho; Rnd1; 神経回路; 成長円錐; 神経突起; Rapostlin; Rnd; 分枝化; アクチン; 微小管

神経細胞は、その特徴的な構造である神経突起を介して互いに接着し、複雑な神経回路を形成し、高次脳機能の発現を可能にしている。軸索は様々な軸索ガイダンス因子に導かれて伸長し、目的のターゲット細胞に到達し、神経回路を形成する。Sema4Dは代表的な軸索ガイダンス分子の1つであり、その特異的な受容体、Plexin-B1に結合し、反発作用を発揮する。しかしその分子メカニズムは不明であった。Plexin-B1の細胞内領域にはよく保存された部位、C1とC2が存在する。我々は、脳に主要に発現しているRhoファミリーG蛋白質、Rnd1がC1とC2の間の領域に結合することを見いだしていた。C1とC2の機能を解析した結果、Plexin-B1のこの領域がRasファミリーの1つ、R-Rasに対する特異的なGAPであることを見いだした。また、Plexin-B1によるR-Ras GAP活性発現にはRnd1の結合が必須であり、Plexin-B1/Rnd1複合体は、リガンドのSema4D刺激により、R-Ras GAP活性を発揮し、R-Rasの活性を低下させた。また、このR-Ras GAP活性の発現により、Sema4D/Plexin-B1/Rnd1はPC12細胞で神経突起の退縮を、ラット初代培養海馬神経細胞において成長円錐の崩壊を引き起こした。このことから、Sema4D/Plexin-B1はR-Ras GAP活性により、軸索進展作用のあるR-Rasの活性を抑制することにより、軸索に対する反発作用を発揮することがわかった。さらに、このR-Ras GAP配列はPlexin-Aを含む他のPlexinファミリーにも非常によく保存されているので、Sema3A/Plexin-Aによる反発作用にもR-Ras GAP活性が関わるのかを調べ、ラット初代培養海馬神経細胞で、Sema3A/Plexin-Aによる成長円錐の崩壊にもR-Rasの活性低下が必須であることがわかった。このことから、R-Ras GAP活性はPlexinファミリーに共通した情報伝達機構であることが推察される。

The characteristic structure of the neuron is that the neuronal processes interact with each other, and the complex neuronal circuits form, and high-order functions may occur. Axle rotation factors lead to elongation, target cell arrival, and neural loop formation. Sema4D represents the development of axon-specific receptors, Plexin-B1 binding, and reaction. The molecule is unknown. Plexin-B1 intracellular domain is preserved at sites where C1 and C2 exist. The main purpose of this study is to develop a new type of protein called Rho G protein, which binds between Rnd1 and C2. C1 and C2 function analysis results, Plexin-B1 domain is Ras, R-Ras is GAP specific. R-Ras GAP activity is required for Plexin-B1 binding, Plexin-B1/Rnd1 complex, Sema4D stimulation, R-Ras GAP activity is maintained, and R-Ras activity is decreased. The development of R-Ras GAP activity in Sema4D/Plexin-B1/Rnd1 PC12 cells was investigated. Sema4D/Plexin-B1 inhibits R-Ras GAP activity, axonal progression, and axonal response. In addition, the R-Ras GAP alignment is related to Plexin-A, Plexin-A and Plexin-A, and the R-Ras GAP activity is regulated by Sema3A/Plexin-A. The R-Ras GAP activity is regulated by Sema3A/Plexin-A in primary cultured hippocampal neurons. R-Ras GAP activity is Plexin, R-Ras GAP activity is Plexin, R-Ras GAP activity is Plexin.

项目成果

Molecular dissection of the semaphorin 4D receptor Plexin-B-stimulated R-Ras GAP-and neurite remodeling in hippocampal neurons

海马神经元信号蛋白 4D 受体 Plexin-B 刺激的 R-Ras GAP 和神经突重塑的分子解剖

• 发表时间: 2004
• 期刊: The Journal of Neuroscience 24
• 作者: Oinuma I;Katoh H;Negishi M
• 通讯作者: Negishi M

Yamaguchi Y.et al.: "N-terminal short sequences of α subunits of the G12 family determine selective coupling to receptors."The Journal of Biological Chemistry. 278(17). 14936-14939 (2003)

Yamaguchi Y. 等人：“G12 家族的 α 亚基的 N 端短序列决定了与受体的选择性偶联。”《生物化学杂志》278(17) (2003)。

Direct interaction of Rnd1 with FRS2β regulates Rnd1-induced downregulation of RhoA activity and is involved in FGF-induced neurite

Rnd1 与 FRS2β 的直接相互作用调节 Rnd1 诱导的 RhoA 活性下调，并参与 FGF 诱导的神经突

• 发表时间: 2005
• 期刊: The Journal of Biological Chemistry (In press)

Katoh H.et al.: "RhoG activates Rac1 by direct interaction with the Dock180-binding protein Elmo."Nature. 424. 461-464 (2003)

Katoh H.等人：“RhoG 通过与 Dock180 结合蛋白 Elmo 直接相互作用来激活 Rac1。”《自然》。

Oinuma I.et al.: "Direct interaction of Rnd1 with Plexin-B1 regulates PDZ-RhoGEF-mediated Rho activation by Plexin-B1 and induces cell contraction in COS-7 cells"The Journal of Biological Chemistry. 278(28). 25671-15677 (2003)

Oinuma I.等人：“Rnd1 与 Plexin-B1 的直接相互作用调节 Plexin-B1 介导的 PDZ-RhoGEF 介导的 Rho 激活，并诱导 COS-7 细胞中的细胞收缩”《生物化学杂志》。