細胞内シグナルフローの可視化解析

细胞内信号流可视化分析

• 批准号: 12002003
• 负责人: 飯野 正光
• 金额: $ 348.25万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12002003/
• 关键词: カルシウム; 一酸化窒素; リン酸化; ミオシン; イノシトール三リン酸; イメージング; プルキンエ細胞; 血管; リシ酸化; NFAT

本研究では、重要なシグナル分子についてそれらを可視化するプローブの開発を推し進め、それを用いてシグナル分子の局在と機能の時間変化を生きた細胞でシグナル・カスケードをリアルタイムに可視化し、細胞機能の調節機構の解析を進める。これによって、シグナル分子が細胞機能を制御する機構を、全く新しい観点から明らかにすることを研究の目的としている。今年度の研究により以下の成果を得た。1)中枢シナプスにおけるIP_3シグナル機構の可視化解析:二光子励起顕微鏡法による細胞内IP_3濃度イメージングにより、シナプスにおいて、イオンチャネル型グルタミン酸受容体と代謝型グルタミン酸受容体が協同して下流のシグナル(IP_3産生)を誘導することを明らかにした。これによりシナプス後膜に2種のグルタミン酸受容体が共存する生理的意義を明らかにした。2)ミオシン軽鎖リン酸化インジケーターの開発:ミオシン軽鎖のリン酸化状態を経時的に測定するインジケーターを開発した。このインジケーターは、血管平滑筋の異常収縮などに関与すると考えられるRhoキナーゼ系作用薬の評価にも応用できる。3)中枢シナプスにおける一酸化窒素(NO)シグナルの可視化解析:神経終末から放出されるNOをシナプスにおいて初めて可視化した。これにより、従来の予想とは異なり、NOシグナルは高いシナプス特異性を有することを明らかにした。また、小脳の平行線維・プルキンエ細胞シナプスにおいて、NOシグナルが神経活動の頻度に二相性に依存していることを発見し、これに依存したシナプス可塑性を発見した(投稿中)。4)細胞周期と細胞死:アポトーシス関連分子BADと14-3-3分子の結合解離を生きた細胞内で経時的に観測することにより、増殖因子の除去と細胞周期の一致がアポトーシスを強く誘導することを明確にした(投稿中)。

This study で は, important な シ グ ナ ル molecular に つ い て そ れ ら を visualization す る プ ロ ー ブ の open 発 を し into め, そ れ を with い て シ グ ナ ル molecular の bureau in と function の time - born を き た cells で シ グ ナ ル · カ ス ケ ー ド を リ ア ル タ イ ム に visualization し, cell function の regulator の parsing を into め る. こ れ に よ っ て, シ グ ナ ル molecular が cell function を suppression す る を, whole new し く い 観 point か ら Ming ら か に す る こ と purpose の を study と し て い る. This year, <s:1> research によ the following <s:1> achievements を obtain た. 1) central シ ナ プ ス に お け る IP_3 シ グ ナ ル institutions の visual resolution: two photon excitation 顕 micro mirror method に よ IP_3 る cell concentration イ メ ー ジ ン グ に よ り, シ ナ プ ス に お い て, イ オ ン チ ャ ネ ル type グ ル タ ミ ン acid by let body と metabolic type グ ル タ ミ ン acid by let body が synergy し て obscene の シ グ ナ ル を (IP_3 produce) Induce する に とを Ming ら に に た. こ れ に よ り シ ナ プ ス membrane after two の に グ ル タ ミ ン acid by let body が coexistence す る physiological significance を Ming ら か に し た. 2) ミ オ シ ン 軽 lock リ ン acidification イ ン ジ ケ ー タ ー の open 発 : ミ オ シ ン 軽 lock の リ ン acidification condition を 経 に determination of す る イ ン ジ ケ ー タ ー を open 発 し た. こ の イ ン ジ ケ ー タ ー は, abnormal vascular smooth muscle の 収 shrinkage な ど に masato and す る と exam え ら れ る Rho キ ナ ー ゼ department role 薬 の review 価 に も 応 with で き る. 3) central シ ナ プ ス に お け る a acidification smothering element (NO) シ グ ナ ル の visual resolution: god 経 terminal か ら release さ れ る NO を シ ナ プ ス に お い て early め て visualization し た. こ れ に よ り, 従 の to think と は different な り, NO シ グ ナ ル は high い シ ナ プ ス specificity を have す る こ と を Ming ら か に し た. ま た, small 脳 の parallel d · プ ル キ ン エ cells シ ナ プ ス に お い て, NO シ グ ナ ル が god の 経 activity frequency に two-phase sex に dependent し て い る こ と を 発 し, こ れ に dependent し た シ ナ プ ス plasticity を 発 see し た (contribute). 4) cell cycle と cell death: ア ポ ト ー シ ス masato even molecular BAD の と 14-3-3 molecules combined with dissociative を raw き た intracellular で 経 when に 観 measuring す る こ と に よ り, raised colonization factor の remove と cell cycle の consistent が ア ポ ト ー シ ス を strong く induced す る こ と を clear に し た (contribute).

项目成果

Nosyreva, E.: "The high-affinity calcium-calmodulin-binding site does not play a role in the modulation of type 1 inositol 1,4,5-trisphosphate receptor function by calcium and calmodulin"Biochem. J.. 365. 659-667 (2002)

Nosyreva, E.：“高亲和力钙-钙调蛋白结合位点在钙和钙调蛋白对 1 型肌醇 1,4,5-三磷酸受体功能的调节中不起作用”Biochem。

Miyakawa,T.: "Ca^<2+>-sensor region of IP_3 receptor controls intracellular Ca^<2+> signalling."EMBO J.. (in press). (2001)

Miyakawa,T.：“IP_3 受体的 Ca^2-传感器区域控制细胞内 Ca^2 信号传导。”EMBO J..（出版中）。

Wada,Y.: "A region of the sulfonylurea receptor critical for a modulation of ATP-sensitive K^+ channels by G-protein βγ-subunits."EMBO J.. 19. 4915-4925 (2000)

Wada, Y.：“磺酰脲受体的一个区域对于 G 蛋白 βγ 亚基调节 ATP 敏感 K^+ 通道至关重要。” EMBO J.. 19. 4915-4925 (2000)

Inoue, T.: "Spatiotemporal laser inactivation of inositol 1,4,5-trisphosphate receptors using synthetic small-molecule probes."Chem.Biol.. 10. 503-509 (2003)

Inoue, T.：“使用合成小分子探针对肌醇 1,4,5-三磷酸受体进行时空激光灭活。”Chem.Biol.. 10. 503-509 (2003)

Takahashi, N.: "Two-photon excitation imaging of pancreatic islets with various fluorescent probes."Diabetes. 51. S25-S28 (2002)

Takahashi, N.：“用各种荧光探针对胰岛进行双光子激发成像。”糖尿病。