神経伸長情報処理分子の細胞内1分子反応計測

神经伸长信息处理分子细胞内单分子反应的测量

• 批准号: 15029235
• 负责人: 佐甲 靖志
• 金额: $ 4.22万
• 依托单位: Osaka 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-15029235/
• 关键词: 神経成長因子; DRG; NGF; 1分子計測; PC12; 神経伸長; Rho; Rac; GFP; 半導体ナノ粒子

神経細胞の軸策伸長部位と伸長方向の決定機構を解明することを目指して、我々の開発した細胞内1分子可視化計測などの手法を使い、細胞膜に存在する神経成長因子(nerve growth factor ; NGF)受容体とNGFの結合解離反応、受容体の動態を可視化解析した。NGFは、神経細胞の分化、維持、軸策伸長、ガイダンスなどの作用を持つことが知られている。NGFの蛍光標識法を確立し、ニワトリ後根神経節細胞の単一成長円錐におけるNGF-受容体複合体の分子運動、NGFの結合解離反応、成長円錐の伸展を引き起こす分子数を決定した。ひとつの成長円錐には約160個の高親和性結合部位(解離定数35pM)と約620個の低親和性結合部位(解離定数7.7nM)が存在し、成長円錐の進展運動は、成長円錐あたり40分子のNGF結合で開始されることを明らかにした。また、高親和性部位の結合速度(2.8x10^7/M/s)と解離速度(8.2x10^4/s)を決定した。成長円錐の受容体と複合体を形成したNGFは、最初ランダムな熱拡散運動を行っているが、やがて約20%の複合体が微小線維に依存した後退性の輸送運動を始め、成長円錐基部から細胞内に取り込まれることがわかった。また、NGFによって神経細胞様の形態に分化するPC12細胞でNGF-受容体複合体の1分子動態計測を行った。細胞膜に結合したNGF分子は、後根神経節細胞の成長円錐におけると同様にランダムな拡散運動を行うが、数秒に一度、運動が停滞することがわかった。拡散と停滞は確率的に起こる現象であり、各々の運動モードの時定数は1.6sと0.3sであった。NGF受容体のひとつTrkAのNGF依存的な自己リン酸化反応の阻害剤k252aを加えると、拡散運動の時間が相対的に長くなり、停滞を示す運動軌跡が減少する。また、停滞時にNGF/受容体複合体が集合することがあり、さらに受容体下流の情報伝達分子Rafと受容体の共局在は停滞時に起こることから、運動の停滞は情報伝達複合体の形成によると考えられる。

God 経 cells の shaft policy elongation の decision institutions を と elongation directions and interpret す る こ と を refers し て, I 々 の open 発 し た visualization of 1 molecules in a cell measuring な ど の gimmick を い, cell membrane に exist す る god 経 growth factors (nerve growth factor; NGF) Acceptor とNGF <s:1> binding dissociation anti応, dynamic を visualization analysis of acceptor <s:1> た. The functions of NGF られて, neurocyte <s:1> differentiation, maintenance, axial elongation, ガ ダ ダ スな スな <e:1> <s:1> を support, <s:1> とが とが and られて る る. を identification method to establish model NGF の 蛍 light し, ニ ワ ト リ god 経 root ganglion cells after の 単 a growth has drifted back towards &yen; cone に お け る contraversy by complex の molecular movement, let body model NGF の inverse dissociative 応, stretch growth cone has drifted back towards &yen; の を lead き こ す number of molecules を decided し た. ひ と つ の growth has drifted back towards &yen; cone に は about 160 の high affinity binding site (dissociation constant 35 PM) about 620 の と low affinity binding site (7.7 nM) dissociation constant が は し, growth has drifted back towards &yen; の progress cone motion, growth has drifted back towards &yen; cone あ た り 40 molecular の model NGF combined で start さ れ る こ と を Ming ら か に し た. ま た, high affinity の combining speed (2.8 x 10 ^ 7 / M/s) と dissociation rate (8.2 x10 ^ 4 / s) を decided し た. Growth has drifted back towards &yen; の cone to let the body と complex を form し た model NGF は, initially ラ ン ダ ム な hot line company, bulk movement を っ て い る が, や が て about 20% の complex が tiny line d に dependent し た backward を め, growth has drifted back towards &yen; の conveying movement cone base か ら intracellular に take り 込 ま れ る こ と が わ か っ た. ま た, NGF plays に よ っ て god 経 cells others の form に differentiation す る PC12 cells で contraversy let body complex の 1 molecular dynamic measuring line を っ た. Cell membrane に combining し た model NGF molecular は, god 経 root ganglion cells after の growth has drifted back towards &yen; cone に お け る と with others に ラ ン ダ ム な company, loose line movement を う が stagnant, few seconds に once, sports が す る こ と が わ か っ た. Company, stagnation of scattered と は に of probabilistic こ る phenomenon で あ り, various 々 の movement モ ー ド の when destiny は 1.6 s と 0.3 s で あ っ た. NGF plays by let body の ひ と つ TrkA の model NGF dependent な their リ ン acidification anti 応 の resistance against tonic k252a を plus え る が の と, company, movement time of seaborne に long く な り and stagnation を す trajectory が reduce す る. When ま た, stagnant に NGF plays/by let body complex が collection す る こ と が あ り, さ ら に by let body dirty の intelligence 伝 operatives Raf と by let body の total bureau に when は stagnation こ る こ と か ら, stagnant movement の は intelligence 伝 complex の form に よ る と え test ら れ る.

项目成果

Sako, Y., et al.: "Single-molecule visualization of cell signaling processes of epidermal growth factor receptor."J.Pharmacol.Sci.. 93. 253-258 (2003)

Sako, Y. 等人：“表皮生长因子受体的细胞信号传导过程的单分子可视化。”J.Pharmacol.Sci.. 93. 253-258 (2003)

Hibino, K., et al.: "Single- and multiple-molecule dynamics of the signaling from H-Ras to c-Raf1 visualized on the plasma membrane of living cells."Chem.Phys.Chem.. 4. 748-753 (2003)

Hibino, K. 等人：“在活细胞质膜上可视化从 H-Ras 到 c-Raf1 信号传导的单分子和多分子动力学。”Chem.Phys.Chem.. 4. 748-753

佐甲靖志: "細胞内情報処理過程の1分子観察"生理学会誌. 65. 277-282 (2003)

Yasushi Sakō：“细胞内信息处理的单分子观察”日本生理学会杂志 65. 277-282 (2003)。

Single molecule observation of amplification of EGF receptor activation in semi-intact A431 cells.

半完整 A431 细胞中 EGF 受体激活放大的单分子观察。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Biochem.Biophys.Res.Comm. 324
• 作者: Ichinose;J.;Murata;M.;Yanagida;T.;Sako;Y.
• 通讯作者: Y.

細胞内情報処理システムを1分子計測する「<1分子>生物学 生命システムの新しい理解」(合原一幸、岡田康志編)

用一个分子测量细胞内信息处理系统的《<单分子>生物学：对生命系统的新认识》（相原和之、冈田康主编）

• 发表时间: 2004
• 作者: 森松美紀;佐甲靖志;佐甲靖志
• 通讯作者: 佐甲靖志