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神経細胞の極性形成におけるRap1の作用機構と生理機能

Rap1形成神经元极性的机制及生理功能

基本信息

批准号：
18890040
负责人：
村田陽二
金额：
$ 1.72万
依托单位：
Gunma University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
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-18890040/
关键词：
神経細胞極性細胞神経軸索低分子量G蛋白質 GDP GTP交換因子 Rap1 PDZ-GEF MR-GEF

项目摘要

神経細胞は形態的、機能的に異なる軸索と樹状突起を持つ極性細胞であり、その極性形成の一過程である軸索の形成に低分子量G蛋白質の一つであるRap1の関与が示唆されている。本研究では神経細胞の極性形成、および軸索伸長にRap1のGDP/GTP交換因子(GEF)として機能するMR-GEFとPDZ-GEFの関与につき解析を行った。神経細胞の軸索形成や伸長のモデル細胞であるN1E-115細胞は、血清存在下の培養では神経様突起の伸長が抑制され、血清非存在下の培養では突起伸長を示すことが知られている。そこでN1E-115細胞にMR-GEFおよびPDZ-GEFの過剰発現を行い、神経様突起の伸長、細胞形態に対する影響を検討した。その結果、MR-GEF、PDZ-GEFの過剰発現により神経様突起伸長と細胞の伸展の亢進が血清存在下において認められた。また、MR-GEFおよびPDZ-GEFによる神経様突起伸長と細胞の伸展の亢進はRap1GAPとの共発現により抑制されたことから、これらのGEFがRap1の活性化を通じて神経様突起伸長と細胞の伸展を制御することが示唆された。さらに、MR-GEFおよびPDZ-GEFによる神経様突起伸長と細胞の伸展の亢進は、アクチン骨格系の制御分子であるCdc42およびRacのドミナントネガティブ変異体との共発現によって部分的な抑制が認められた。本研究により、MR-GEF、PDZ-GEFがRap1を介してアクチン骨格系を制御し、神経軸索の形成・伸長に関与する可能性が示唆された。

Neurocytes vary in morphology and function from axons to dendrites, and from polar cells to low molecular weight G proteins. This study investigated the relationship between Rap1 GDP/GTP exchange factor (GEF) and the function of MR-GEF and PDZ-GEF in neuronal polarity formation, axonal elongation, and molecular analysis. Axonal formation and elongation of neurocytes were inhibited in N1E-115 cells cultured in the presence of serum and in the absence of serum. To investigate the effects of N1E-115 cells on the development of MR-GEF and PDZ-GEF, on the elongation of neural processes, and on cell morphology. Results: MR-GEF and PDZ-GEF were detected in the presence of serum. MR-GEF and PDZ-GEF inhibit the activation of Rap1 and inhibit the proliferation of Rap 1. In addition, MR-GEF and PDZ-GEF are involved in the regulation of neuronal elongation and cellular expansion, and in the inhibition of some of the regulatory molecules in the skeletal system, Cdc42 and Rac. This study demonstrates the possibility that MR-GEF and PDZ-GEF may be involved in the regulation of human skeletal system, and in the formation and elongation of human axons.