神経ネットワーク形成における低分子量G蛋白質の役割

低分子量 G 蛋白在神经网络形成中的作用

• 批准号: 12053244
• 负责人: 根岸 学
• 金额: $ 1.86万
• 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 (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12053244/
• 关键词: Rho; Rnd; Rac; Cdc42; NGF; PC12細胞; 神経突起; 神経回路

神経突起の伸長・退縮の調節に、低分子量G蛋白質Rhoファミリーが深く関与しており、細胞骨格の再構築によりRhoは神経突起の退縮を、Rac、Cdc42は突起伸長を引き起こす。我々は、PC12細胞で突起形成能に違いがあるNGFとEGFの細胞内情報伝達の違いを検討した。NGFはPI3K依存的にRac1を活性化するが、EGFは非依存的にRac1を活性化した。また、NGFは突起形成部位にやはりPI3K依存的に活性型のRacを集積させ、F-actinを集積させたが、EGFではこのような集積はみられなかった。このことから、共にチロシンキナーゼ型の受容体でありながら、NGFとEGFの突起形成能の違いはRac1の活性化の仕方の違いと、細胞内における空間的局在化の違いに起因することがわかった。一方、RacやCdc42の活性型などを単に発現させても、PC12細胞で突起形成は起こらなかった。そこで、RacやCdc42の上流でこれらのG蛋白質を制御し、突起形成を調節する機構があることが推定された。そこで、Rhoファミリーの中で機能の不明なG蛋白質であるRhoGの神経細胞における作用を解析した。RhoGをPC12細胞に発現させると、長い突起形成が引き起こされた。また、RhoGはRac1とCdc42を活性化した。RhoGによる突起伸長は優性抑制型Rac1やCdc42により抑制された。一方、NGFによる突起伸長は、優性抑制型RhoGにより抑制された。NGFによる突起伸長はRasを介し、活性型Ras単独で突起伸長か起こることが知られている。優性抑制型RhoGは活性型Rasによる突起伸長も抑制した。これらのことから、RhoGはNGF-Rasの下流に存在し、RacやCdc42の上流でこれらのG蛋白質の活性を促進することにより神経突起伸長を制御しているものと思われ、神経突起伸長において、NGF-Ras-RhoG-Ras/Cdc42というRhoファミリーG蛋白質を含む情報伝達経路が重要な役割を果たしていることがわかる。

Regulation of neurite elongation and retraction, low molecular weight G protein Rho protein, cytoskeleton remodeling, Rho protein, Rac protein, Cdc42 protein, neurite elongation The expression of NGF and EGF in PC12 cells was investigated. NGF activates Rac1, which is dependent on PI3K, and EGF activates Rac1, which is independent. In addition, NGF and its associated sites are PI3K-dependent, active-type Rac aggregates, F-actin aggregates and EGF aggregates. The mechanism for the formation of NGF and EGF processes in the receptor of RAC1 and the localization of intracellular space are discussed. The active form of Rac and Cdc42 cells was detected and the process of PC12 cells was detected. The mechanism of protein regulation and protrusion formation in the upstream of Rac and Cdc42 was estimated. Analysis of the role of RhoG protein in the nervous system RhoG PC12 cells developed a long process that led to the formation of long processes. RhoG, Rac1, Cdc42 are activated. RhoG and Cdc42 are the dominant inhibitors of elongation. A side, NGF, process elongation, superior inhibition type RhoG, inhibition type NEGF-induced elongation of Ras, active-type Ras, and NEGF-induced elongation of Ras The dominant inhibitory type RhoG inhibits the elongation of Ras. RhoG promotes the activity of G protein downstream of NGF-Ras, upstream of Rac and Cdc42, and downstream of NGF-Ras and Cdc42.

项目成果

Hiroshi Hasegawa: "Different membrane targeting of prostaglandin EP3 receptor isoforms dependent on their carboxy-terminal tail structures"FEBS Letters. 473. 76-80 (2000)

Hiroshi Hasekawa：“前列腺素 EP3 受体亚型的不同膜靶向取决于其羧基末端尾部结构”FEBS Letters。

Hironori Katoh: "Samll GTPase RhoG is a key regulator for neurite outgrowth in PC12 cells"Molecular and Cellular Biology. 20. 7378-7387 (2000)

Hironori Katoh：“Samll GTPase RhoG 是 PC12 细胞中神经突生长的关键调节因子”《分子和细胞生物学》。

Hirotada Fujita: "Molecular decipherment of Rho effector pathways regulating tight-junction permeability"Biochemical Journal. 346. 617-622 (2000)

Hirotada Fujita：“调节紧密连接通透性的 Rho 效应器途径的分子解密”生化杂志。

Yoshiaki Yamaguchi: "Ga12 and Ga13 inhibit Ca2+-dependent exocytosis through Rho/Rho-associated kinase-dependent pathway"Journal of Neurochemistry. 75. 708-717 (2000)

Yoshiaki Yamaguchi：“Ga12 和 Ga13 通过 Rho/Rho 相关激酶依赖性途径抑制 Ca2 依赖性胞吐作用”神经化学杂志。

Kazuhiro Nakamura: "Immunohistochemical localization of prostaglandin EP3 receptor in the rat nervous system"The Journal of Comparative Neurology. 421. 543-569 (2000)

Kazuhiro Nakamura：“大鼠神经系统中前列腺素 EP3 受体的免疫组织化学定位”比较神经病学杂志。