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Combined analysis of feedback loops consisting of G proteins and phospholipid in the formation of neural cirnuitry

G蛋白和磷脂组成的反馈环路在神经回路形成中的联合分析

基本信息

批准号：
18500295
负责人：
NAKAMURA Takeshi
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18500295/
关键词：
FRET simulation neurite outgrowth feedback SHIP2 nerve growth factor PIP_3 Rac1 シグナル伝達神経科学可視化

项目摘要

Neurite outgrowth upon extracellular cues is an essential event in early neuronal differentiation. Rac1 and Cdc42, members of Rho family GTPases, are involved in this process as regulators of actin cytoskeletal reorganization. I previously showed that NGF/TrkA. Signaling drives the cycling of a positive feedback loop comprised of PI3-kinase, Vav2/Vav3, Rac1/Cdc42, and actin cytoskeleton at neurite tips of PC12 cells using FRET imaging and RNAi techniques. In this study, I have demonstrated that SHIP2 is a critical component of the negative feedback on PIP_3 in NGF-induced neurite outgrowth. This negative feedback loop has been unexpected previously. Acute inhibition of TrkA transiently decreased Rac1/Cdc42 activity and the PIP_3 level to below basal levels, indicating the presence of NGF-dependent negative regulation. With the help of in Silico simulation, I speculated that the activation of PI-5-phosphatase for PIP_3 was involved. In agreement with this model, depletion of SHIP2 by RN … More A interference attenuated the inhibitor-induced super-suppression of Rac1/Cdc42 activity and the level of PIP_3. The critical role of SHIP2 in neurite outgrowth of PC12 cells was further supported by the finding that depletion of SHIP2 and PTEN, phosphatases for PIP_3, markedly potentiated NGF-induced Rac1/Cdc42 activation and PIP_3 accumulation, and significantly increased the number and the length of neurites. This increase in neurite number is possibly due to that the depletion of SHIP2 and PTEN disturbs the proper localization of PIP_3 and Rac1/Cdc42 activities. Further refinement of the computational model predicted a negative feedback from Rac1 to SHIP2, which was validated experimentally. I propose that the SHIP2-mediated negative feedback on PIP_3 coordinately works with the PI3-kinase-mediated positive feedback to form an initial protrusive pattern determined by Turing's reaction-diffusion system, and later, to punctuate the PIP_3 accumulation to maintain proper neurite outgrowth. This study emphasizes a useful intertwining of FRET imaging and system biology. Less

神经突起在细胞外线索上的生长是神经元早期分化的重要事件。作为肌动蛋白细胞骨架重组的调节因子，Rho家族的Rho家族成员rac1和CDc42参与了这一过程。我之前展示了NGF/TrkA。利用FRET成像和RNAi技术，信号驱动由PI3-激酶、Vav2/Vav3、rac1/CDc42和PC12细胞突起顶端的肌动蛋白细胞骨架组成的正反馈环的循环。在这项研究中，我证明了SHIP2是NGF诱导的神经突起生长中对PIP_3负反馈的关键成分。这种负反馈循环以前是意想不到的。TrkA的急性抑制可使细胞内的rac1/CDc42活性和PIP3水平一过性降低至基础水平以下，表明存在NGF依赖的负调控。借助In Silico模拟，我推测参与了PI-5-磷酸酶对PIP_3的激活。与这一模型一致，RN…耗尽SHIP2SHIP2在PC12细胞突起生长中的关键作用进一步得到支持，SHIP2和PTEN的缺失以及PIP_3的磷酸酶的缺失，显著增强了NGF诱导的rac1/CDc42的激活和PIP_3的积聚，并显著增加了突起的数量和长度。这种突起数目的增加可能是由于SHIP2和PTEN的缺失干扰了PIP_3和rac1/CDc42活性的正确定位。对计算模型的进一步改进预测了从rac1到SHIP2的负反馈，这一预测得到了实验验证。我认为SHIP2介导的对PIP_3的负反馈与PI3-激酶介导的正反馈协同作用，形成由图灵反应-扩散系统决定的初始突起模式，然后，点状地抑制PIP_3的积累，以维持适当的轴突生长。这项研究强调了FRET成像和系统生物学的有益交织。较少

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Fundament and application of FRET in Histochemistry and Cytochemistry 2007

FRET在组织化学和细胞化学中的基础和应用 2007

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
T.;Nakamura;et. al.
通讯作者：
et. al.

Development of FRET-based probes for the monitoring of Rab5 activityin living cells

开发基于 FRET 的探针，用于监测活细胞中的 Rab5 活性

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
M. Kitano;T. Nakamura;M. Matsuda
通讯作者：
M. Matsuda

FRETイメージングとシミュレーションによる神経突起伸展シグナルの解析

通过 FRET 成像和模拟分析神经突生长信号

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
実験医学 25
影响因子：
0
作者：
中村岳史;青木一洋;松田道行
通讯作者：
松田道行

Analysis by intermolecular FRET in Handbook of molecular interaction

分子相互作用手册中分子间 FRET 分析

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
T.;Nakamura;M.;Matsuda
通讯作者：
Matsuda

細胞内シグナルのFRETプローブによる可視化

使用 FRET 探针可视化细胞内信号

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Medical Bio 4
影响因子：
0
作者：
中村岳史;松田道行
通讯作者：
松田道行

DOI：
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NAKAMURA Takeshi其他文献

母語話者の日本語会話

母语人士的日语会话

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizumoto;Masaharu;and Toshiyuki Sadanobu（研究代表者）;堀恵子・李在鎬・砂川有里子・今井新悟・江田すみれ;宇佐美まゆみ他;中井精一;荒木志伸;川尻洋平;難波ちづる;砂川有里子;Akiko YAMASAKI;NISHIYAMA Noriyuki;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);吉村武彦;川尻洋平;肥田路美;友成有紀;金田純平（連携研究者）・波多野博顕（研究協力者）・乙武香里（研究協力者）・定延利之（研究代表者）・田畑安希子;砂川有里子;森由利亜;友成有紀;山口祥平;難波ちづる;中井精一;福井直樹;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);西山教行;宇佐美まゆみ;市大樹;鴻野わか菜;吉村武彦;Toshiyuki SADANOBU（研究代表者）;加藤薫;砂川有里子;中井精一;宇佐美まゆみ;堤一昭;定延利之（研究代表者）;森由利亜;藤川哲;中野聡;鴻野わか菜;Noriaki Yusa;定延利之（研究代表者）;宇佐美まゆみ;西山教行;川村悠人;中井精一;砂川有里子;堤一昭;李成市;鴻野わか菜;池内正幸;吉村武彦;楠見清;友定賢治（連携研究者）;川村悠人;宇佐美まゆみ;西山教行;永原陽子;砂川有里子;李成市;福嶋秩子;朱春躍（連携研究者）;吉村武彦;中村薫;Кёко Нумано（沼野恭子）;熊倉純子;川村悠人;李成市;池内正幸;砂川有里子;鈴木俊幸;Yasu'o MIZOBE;加藤友康;西山教行;林良子（連携研究者）;Kyoko Numano（沼野恭子）;宇佐美まゆみ;NAKAMURA Takeshi;加藤薫;砂川有里子;金田純平（連携研究者）;堀田和義;西山教行;新川登亀男;前田和泉;吉村武彦;永原陽子;加藤孝臣・久野正和・成田広樹;C. Fukushima;中村武司;青柳周一;宇佐美まゆみ
通讯作者：
宇佐美まゆみ

文法から見た重複の自然さ：現代日本語共通語の主題文の場合

从语法角度看重复的自然性——以现代日语通用语主题句为例

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizumoto;Masaharu;and Toshiyuki Sadanobu（研究代表者）;堀恵子・李在鎬・砂川有里子・今井新悟・江田すみれ;宇佐美まゆみ他;中井精一;荒木志伸;川尻洋平;難波ちづる;砂川有里子;Akiko YAMASAKI;NISHIYAMA Noriyuki;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);吉村武彦;川尻洋平;肥田路美;友成有紀;金田純平（連携研究者）・波多野博顕（研究協力者）・乙武香里（研究協力者）・定延利之（研究代表者）・田畑安希子;砂川有里子;森由利亜;友成有紀;山口祥平;難波ちづる;中井精一;福井直樹;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);西山教行;宇佐美まゆみ;市大樹;鴻野わか菜;吉村武彦;Toshiyuki SADANOBU（研究代表者）;加藤薫;砂川有里子;中井精一;宇佐美まゆみ;堤一昭;定延利之（研究代表者）;森由利亜;藤川哲;中野聡;鴻野わか菜;Noriaki Yusa;定延利之（研究代表者）;宇佐美まゆみ;西山教行;川村悠人;中井精一;砂川有里子;堤一昭;李成市;鴻野わか菜;池内正幸;吉村武彦;楠見清;友定賢治（連携研究者）;川村悠人;宇佐美まゆみ;西山教行;永原陽子;砂川有里子;李成市;福嶋秩子;朱春躍（連携研究者）;吉村武彦;中村薫;Кёко Нумано（沼野恭子）;熊倉純子;川村悠人;李成市;池内正幸;砂川有里子;鈴木俊幸;Yasu'o MIZOBE;加藤友康;西山教行;林良子（連携研究者）;Kyoko Numano（沼野恭子）;宇佐美まゆみ;NAKAMURA Takeshi;加藤薫;砂川有里子;金田純平（連携研究者）;堀田和義;西山教行;新川登亀男;前田和泉;吉村武彦;永原陽子;加藤孝臣・久野正和・成田広樹;C. Fukushima;中村武司;青柳周一;宇佐美まゆみ;砂川有里子;宿利由希子（研究協力者）;熊倉純子;諫早勇一;久野正和・加藤孝臣・成田広樹;境一三;引野亨輔;眞城百華;近藤隼人;新川登亀男;Momoki Shiro;福嶋秩子;砂川有里子;昇地崇明（研究協力者）;吉村武彦;宇佐美まゆみ;Тэцуо Мотидзуки（望月哲男）;森司（研究会監修）;細川英雄;Shigeru Akita;鈴木理恵;藤田耕司;Тэцуо Мотидзуки（望月哲男）;程莉（研究協力者）・定延利之（研究代表者）
通讯作者：
程莉（研究協力者）・定延利之（研究代表者）

会話分析のための“BTSJ活用方法”講習会

“如何使用BTSJ”对话分析研讨会

DOI：
发表时间：
期刊：
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0
作者：
Mizumoto;Masaharu;and Toshiyuki Sadanobu（研究代表者）;堀恵子・李在鎬・砂川有里子・今井新悟・江田すみれ;宇佐美まゆみ他;中井精一;荒木志伸;川尻洋平;難波ちづる;砂川有里子;Akiko YAMASAKI;NISHIYAMA Noriyuki;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);吉村武彦;川尻洋平;肥田路美;友成有紀;金田純平（連携研究者）・波多野博顕（研究協力者）・乙武香里（研究協力者）・定延利之（研究代表者）・田畑安希子;砂川有里子;森由利亜;友成有紀;山口祥平;難波ちづる;中井精一;福井直樹;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);西山教行;宇佐美まゆみ;市大樹;鴻野わか菜;吉村武彦;Toshiyuki SADANOBU（研究代表者）;加藤薫;砂川有里子;中井精一;宇佐美まゆみ;堤一昭;定延利之（研究代表者）;森由利亜;藤川哲;中野聡;鴻野わか菜;Noriaki Yusa;定延利之（研究代表者）;宇佐美まゆみ;西山教行;川村悠人;中井精一;砂川有里子;堤一昭;李成市;鴻野わか菜;池内正幸;吉村武彦;楠見清;友定賢治（連携研究者）;川村悠人;宇佐美まゆみ;西山教行;永原陽子;砂川有里子;李成市;福嶋秩子;朱春躍（連携研究者）;吉村武彦;中村薫;Кёко Нумано（沼野恭子）;熊倉純子;川村悠人;李成市;池内正幸;砂川有里子;鈴木俊幸;Yasu'o MIZOBE;加藤友康;西山教行;林良子（連携研究者）;Kyoko Numano（沼野恭子）;宇佐美まゆみ;NAKAMURA Takeshi;加藤薫;砂川有里子;金田純平（連携研究者）;堀田和義;西山教行;新川登亀男;前田和泉;吉村武彦;永原陽子;加藤孝臣・久野正和・成田広樹;C. Fukushima;中村武司;青柳周一;宇佐美まゆみ;砂川有里子;宿利由希子（研究協力者）;熊倉純子;諫早勇一;久野正和・加藤孝臣・成田広樹;境一三;引野亨輔;眞城百華;近藤隼人;新川登亀男;Momoki Shiro;福嶋秩子;砂川有里子;昇地崇明（研究協力者）;吉村武彦;宇佐美まゆみ;Тэцуо Мотидзуки（望月哲男）;森司（研究会監修）;細川英雄;Shigeru Akita;鈴木理恵;藤田耕司;Тэцуо Мотидзуки（望月哲男）;程莉（研究協力者）・定延利之（研究代表者）;砂川有里子;新川登亀男;網中昭世;宇佐美まゆみ
通讯作者：
宇佐美まゆみ

ヤマト王権と纒向

大和王权与makimu

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizumoto;Masaharu;and Toshiyuki Sadanobu（研究代表者）;堀恵子・李在鎬・砂川有里子・今井新悟・江田すみれ;宇佐美まゆみ他;中井精一;荒木志伸;川尻洋平;難波ちづる;砂川有里子;Akiko YAMASAKI;NISHIYAMA Noriyuki;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);吉村武彦;川尻洋平;肥田路美;友成有紀;金田純平（連携研究者）・波多野博顕（研究協力者）・乙武香里（研究協力者）・定延利之（研究代表者）・田畑安希子;砂川有里子;森由利亜;友成有紀;山口祥平;難波ちづる;中井精一;福井直樹;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);西山教行;宇佐美まゆみ;市大樹;鴻野わか菜;吉村武彦;Toshiyuki SADANOBU（研究代表者）;加藤薫;砂川有里子;中井精一;宇佐美まゆみ;堤一昭;定延利之（研究代表者）;森由利亜;藤川哲;中野聡;鴻野わか菜;Noriaki Yusa;定延利之（研究代表者）;宇佐美まゆみ;西山教行;川村悠人;中井精一;砂川有里子;堤一昭;李成市;鴻野わか菜;池内正幸;吉村武彦;楠見清;友定賢治（連携研究者）;川村悠人;宇佐美まゆみ;西山教行;永原陽子;砂川有里子;李成市;福嶋秩子;朱春躍（連携研究者）;吉村武彦;中村薫;Кёко Нумано（沼野恭子）;熊倉純子;川村悠人;李成市;池内正幸;砂川有里子;鈴木俊幸;Yasu'o MIZOBE;加藤友康;西山教行;林良子（連携研究者）;Kyoko Numano（沼野恭子）;宇佐美まゆみ;NAKAMURA Takeshi;加藤薫;砂川有里子;金田純平（連携研究者）;堀田和義;西山教行;新川登亀男;前田和泉;吉村武彦;永原陽子;加藤孝臣・久野正和・成田広樹;C. Fukushima;中村武司;青柳周一;宇佐美まゆみ;砂川有里子;宿利由希子（研究協力者）;熊倉純子;諫早勇一;久野正和・加藤孝臣・成田広樹;境一三;引野亨輔;眞城百華;近藤隼人;新川登亀男;Momoki Shiro;福嶋秩子;砂川有里子;昇地崇明（研究協力者）;吉村武彦
通讯作者：
吉村武彦

ヤマト王権と纒向の王宮

大和王权和牧向皇宫

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mizumoto;Masaharu;and Toshiyuki Sadanobu（研究代表者）;堀恵子・李在鎬・砂川有里子・今井新悟・江田すみれ;宇佐美まゆみ他;中井精一;荒木志伸;川尻洋平;難波ちづる;砂川有里子;Akiko YAMASAKI;NISHIYAMA Noriyuki;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);吉村武彦;川尻洋平;肥田路美;友成有紀;金田純平（連携研究者）・波多野博顕（研究協力者）・乙武香里（研究協力者）・定延利之（研究代表者）・田畑安希子;砂川有里子;森由利亜;友成有紀;山口祥平;難波ちづる;中井精一;福井直樹;Mitsuyoshi Numano (沼野充義);西山教行;宇佐美まゆみ;市大樹;鴻野わか菜;吉村武彦;Toshiyuki SADANOBU（研究代表者）;加藤薫;砂川有里子;中井精一;宇佐美まゆみ;堤一昭;定延利之（研究代表者）;森由利亜;藤川哲;中野聡;鴻野わか菜;Noriaki Yusa;定延利之（研究代表者）;宇佐美まゆみ;西山教行;川村悠人;中井精一;砂川有里子;堤一昭;李成市;鴻野わか菜;池内正幸;吉村武彦;楠見清;友定賢治（連携研究者）;川村悠人;宇佐美まゆみ;西山教行;永原陽子;砂川有里子;李成市;福嶋秩子;朱春躍（連携研究者）;吉村武彦;中村薫;Кёко Нумано（沼野恭子）;熊倉純子;川村悠人;李成市;池内正幸;砂川有里子;鈴木俊幸;Yasu'o MIZOBE;加藤友康;西山教行;林良子（連携研究者）;Kyoko Numano（沼野恭子）;宇佐美まゆみ;NAKAMURA Takeshi;加藤薫;砂川有里子;金田純平（連携研究者）;堀田和義;西山教行;新川登亀男;前田和泉;吉村武彦
通讯作者：
吉村武彦