動物個体におけるアクチン細胞骨格の可視化と高次脳機能解析への応用

个体动物肌动蛋白细胞骨架的可视化及其在高级脑功能分析中的应用

• 批准号: 01J02914
• 负责人: 古屋敷 智之
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01J02914/
• 关键词: 神経細胞; アクチン; カルシウム; NMDA受容体; 電位依存性Ca^<2+>チャネル

本年度の研究では、個体脳内のアクチン動態解析の準備として、海馬初代培養神経細胞における神経活動依存的なアクチン制御のメカニズムを詳細に解析した。これまでの我々の研究で、NMDA受容体の薬理学的な活性化がスパインにおけるアクチン集積を、電位依存性Ca^<2+>チャネルの薬理的な活牲化が細胞体辺縁部におけるアクチン集積を特異的に誘導することを示してきた。しかし、このメカニズムが実際のシナプス活動によるアクチン動態の制御に関与しているかについては不明であった。細胞外電気刺激をGFP-actinを発現した海馬初代培養神経細胞に与えると、GFP-actinはスパインおよび細胞体辺縁部に集積する。このときNMDA受容体阻害薬を投与すると、スパインへのGFP-actin集積力が完全に阻害された。一方、NMDA受容体阻害薬存在下でも、細胞体辺縁部へのGFP-actin集積の誘導は有意に観察された。このことから、シナプス活動によるアクチン集積においても、NMDA受容体がスパインへのアクチン集積に特異的に関与していることが示された。これらの結果をまとめて論文として発表した(Furuyashiki et al.,Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99(22), pp.14458-63,2002)。またNMDA受容体・電位依存性Ca^<2+>チャネルからのCa^<2+>流入がアクチン集積を誘導するメカニズムについて薬理学的に検討を開始した。90mM K^+を含んだ細胞外液により脱分極刺激を与えると、細胞体辺縁部へのGFP-actin集積が観察される。CaMキナーゼやミオシン軽鎖キナーゼの特異的阻害薬の投与により、このGFP-actinの変化が有意に減弱することを見出した。今後これらの解析により、神経活動依存的なアクチン集積の分子メカニズムが解明されると思われる。

Within this year の research で は, individual 脳 の ア ク チ ン dynamic analytic の prepare と し て, early training resting to restore energy 経 hippocampus cell に お け る god 経 activity dependent な ア ク チ ン suppression の メ カ ニ ズ ム を detailed analytical し に た. こ れ ま で の I 々 の research で, NMDA let body の 薬 な activeness of neo-confucianism が ス パ イ ン に お け る ア ク チ ン を deposition, potential dependency Ca ^ 2 + > < チ ャ ネ ル の 薬 principle of な live holy が cell body 辺 try department に お け る ア ク チ ン set product を specific に induced す る こ と を shown し て き た. し か し, こ の メ カ ニ ズ ム が be interstate の シ ナ プ ス activity に よ る ア ク チ ン dynamic の suppression に masato and し て い る か に つ い て は unknown で あ っ た. Electric 気 cells stimulate を GFP - actin を 発 now し た に early training resting to restore energy 経 hippocampus cells with え る と, GFP - actin は ス パ イ ン お よ び cell body 辺 try に collections product す る. <s:1> と と <s:1> NMDA receptor inhibitor を administration to すると, スパ <s:1> へ へ へ へ <s:1> GFP-actin aggregative force が completely に inhibitor された. One party, in the presence of NMDA receptor antagonists, で <e:1>, and in the 辺 omens of the cell body へ, the accumulation of <s:1> GFP-actin <s:1> induces で intentional に観 observation された. こ の こ と か ら, シ ナ プ ス activity に よ る ア ク チ ン set product に お い て も, NMDA let body が ス パ イ ン へ の ア ク チ ン set product に specific に masato and し て い る こ と が shown さ れ た. Results こ れ ら の を ま と め て paper と し て 発 table し た (by Furuyashiki et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99 (22), pp. 14458-63200-2). ま た NMDA by, let the body potential dependency, Ca ^ 2 + < > チ ャ ネ ル か ら の Ca ^ 2 + < > inflows が ア ク チ ン set product を induced す る メ カ ニ ズ ム に つ い て 薬 neo-confucianism of に を 検 please start し た. Contains 90 mm ^ K + を ん だ extracellular fluid に よ り points off extremely stimulation を with え る と, cell body 辺 try department へ の GFP - actin set product が 観 examine さ れ る. CaM キ ナ ー ゼ や ミ オ シ ン 軽 lock キ ナ ー ゼ の specific resistance against 薬 の cast with に よ り, こ の GFP - actin の variations change が intentionally weakened に す る こ と を shows し た. In the future, the <s:1> れら <s:1> will be analyzed to clarify the によ によ and the なア チ チ <s:1> accumulation <s:1> molecules of the spiritual activities that depend on メカニズムが will be explained to clarify the されると thought われる.

项目成果

Yoshiki Arakawa et al.: "Control of axon elongation via an SDF-1α/Rhs/mDia pathway in cultured corebellar granule neurons"J. Cell Biol.. (in press). (2003)

Yoshiki Arakawa 等人：“通过培养的核心神经元中的 SDF-1α/Rhs/mDia 途径控制轴突伸长”J. Cell Biol..（出版中）。

Yoko Matsuoka et al.: "Impaired adrenocorticotropic hormone response to bacterial endotokin in mice deficient in prostaglandin E receptor EP1 and EP3 subtypes"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. (in press). (2003)

Yoko Matsuoka 等人：“缺乏前列腺素 E 受体 EP1 和 EP3 亚型的小鼠中促肾上腺皮质激素对细菌内毒素的反应受损”Proc。

Tomoyuki Furuyashiki et al.: "Multiple spatiotemporal modes of actin reorganization by NMDA receptors and voltage-gated Ca^<2+> channels"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99(22). 14458-14463 (2002)

Tomoyuki Furuyashiki 等人：“NMDA 受体和电压门控 Ca^2 通道的肌动蛋白重组的多种时空模式”Proc。

Sayaka Takemoto-Kimura, et al.: "Molecular cloning and characterization of CLICK-III/CaMKIγ, a novel membrane-anchored neuronal CaMK"J. Biol. Chem.. (in press). (2003)

Sayaka Takemoto-Kimura 等人：“CLICK-III/CaMKIγ（一种新型膜锚定神经元 CaMK）的分子克隆和表征”J. Biol。

楠見明弘, 小林剛, 吉村昭彦, 徳永万喜洋編: "バイオイメージングでここまで理解る"羊土社. 141 (2003)

Akihiro Kusumi、Tsuyoshi Kobayashi、Akihiko Yoshimura、Makihiro Tokunaga（编辑）：“通过生物成像了解这么多”Yodosha 141 (2003)。