神経細胞の軸索および樹状突起形成を担う分子群の解析

负责神经元轴突和树突形成的分子组分析

• 批准号: 15029241
• 负责人: 稲垣 直之
• 金额: $ 4.22万
• 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: 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-15029241/
• 关键词: 神経細胞; 軸索; 樹状突起; 細胞極性; プロテオーム; 2次元電気泳動法; 網羅的機能解析; 機能ゲノミクス; 神経分化; タンパク質; 翻訳合成

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、神経細胞の軸索形成および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、神経極性形成の分子機構をシステマティックに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、神経細胞の極性形成時に発現が上昇する92個の蛋白質群と軸索に濃縮する82個のタンパク質群との両方に共通するものとして、新規のタンパク質shootin1を見出した。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。また、EGFPを付加したshootin1を神経細胞に発現させて軸索成長円錐における細胞内局在をリアルタイムで解析したところ、shootin1は成長円錐のフォロポディアおよびラメリポディアの形成に伴ってダイナミックな濃縮を起こすことがわかった。以上の結果から今回見出したshootin1は神経軸索形成および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)。

The nerve cell is composed of a plurality of dendrites in the axon of the nerve cell. The basic functions of neurons include the input and output of neurons, the integration of neurons, and the formation and maintenance of molecular mechanisms. The purpose of this study is to analyze the molecular mechanisms involved in axonal formation and polarization of neurons. In this study, we used the highly sensitive quadratic electrokinetic method to analyze 6,197 samples, and 92 samples were detected during polarization formation of cultured hippocampal neurons. 5,164 of them were analyzed and 82 of them were concentrated. This year, 92 protein groups and axons were found to increase in the polarization of neurons, and 82 protein groups and axons were found to increase in the polarization of neurons. The tissue distribution was adjusted to the specific occurrence of shootin1 and the occurrence of axons was adjusted to the specific occurrence of shootin1 and the occurrence of shootin1. In cultured hippocampal neurons, the formation of polarity is accompanied by the growth of axons and cones. In addition, the abnormal appearance of shootin1 caused a disturbance in the polarity of the brain. EGFP is added to shootin1, which is found in neurons, and the axonal growth cone is analyzed in the intracellular structure. Shootin1 is found in the axonal growth cone, and the axonal growth cone is concentrated. The above results are presented in this paper. Shootin1 is an important molecule related to axonal formation and polar formation.

项目成果

Inagaki, N., et al.: "Electrophorese bidimensionnelle haute resolution sur gel extra large pour la proteomique"BIOforun Europe Edition Francaise. 1. 28-29 (2003)

Inagaki, N. 等人：“Electrophorese bidimensionnelle haute resolution sur gel extra Large pour la protomique”BIOforun 欧洲版法语。

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

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

Suzuki, Y., et al.: "Collapsin response mediator protein-2 accelerates axon regeneration of nerve-injured moter neurons of rat"J.Neurochem.. 86. 1042-1050 (2003)

Suzuki, Y., et al.：“塌陷反应介导蛋白-2 加速大鼠神经损伤运动神经元的轴突再生”J.Neurochem.. 86. 1042-1050 (2003)

Nomura, E., et al.: "Acid-labile surfactant improves in-solution dodecyl sulfate polyacrylamide gel protein digestion for matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometric peptide mapping"J.Mass Spectrometry. 39・2. 202-207 (2004)

Nomura, E. 等人：“酸不稳定表面活性剂改善了基质辅助激光解吸/电离质谱肽图谱中的溶液内十二烷基硫酸盐聚丙烯酰胺凝胶蛋白质消化”J.Mass Spectrometry 39・2。 2004）