蛋白質脂質修飾による膜挿入型CaMキナーゼCLICK-IIIの機能制御

脳機能を担う神経回路の形成は、もともと球状である神経細胞が、細胞の骨組みである細胞骨格を利用して形を変化させ、樹状突起軸索と呼ばれる突起を発達させることで完成する。本研究課題では、CaMキナーゼCLICK-IIIの神経回路形成における機能を神経細胞培養のモデル系を用いて探索し、さらに本酵素の受ける蛋白質脂質修飾によって酵素機能がどのように修飾を受けるのか解明することを目的とした。まず、ラット大脳皮質神経細胞の樹状突起形成・伸展を培養下で観察する方法を確立した。本培養神経細胞において、RNAi法やノックアウトマウスを用いてCLICK-IIIの発現量を減少させると樹状突起形成が阻害され、逆に発現ベクターを用いて同発現を増加させると樹状突起形成が促進された。更に、本作用は神経栄養因子であるBDNFの効果発現においても寄与していることを明らかとした。分子レベルでは、CLICK-IIIが脂質と共有結合しラフト膜上に存在する結果、アクチン制御蛋白質Racを活性化することが、樹状突起形成作用の引き金となることを突き止め、樹状突起形成における蛋白質脂質修飾の重要性を分子レベルではじめて立証した。これらの成果は新たな樹状突起形成制御機構として注目され、Neuron誌にて掲載された。

脳機能を担う神経回路の形成は、もともと球状である神経細胞が、細胞の骨組みである細胞骨格を利用して形を変化させ、樹状突起軸索と呼ばれる突起を発達させることで完成する。本研究課題では、CaMキナーゼCLICK-IIIの神経回路形成における機能を神経細胞培養のモデル系を用いて探索し、さらに本酵素の受ける蛋白質脂質修飾によって酵素機能がどのように修飾を受けるのか解明することを目的とした。まず、ラット大脳皮質神経細胞の樹状突起形成・伸展を培養下で観察する方法を確立した。本培養神経細胞において、RNAi法やノックアウトマウスを用いてCLICK-IIIの発現量を減少させると樹状突起形成が阻害され、逆に発現ベクターを用いて同発現を増加させると樹状突起形成が促進された。更に、本作用は神経栄養因子であるBDNFの効果発現においても寄与していることを明らかとした。分子レベルでは、CLICK-IIIが脂質と共有結合しラフト膜上に存在する結果、アクチン制御蛋白質Racを活性化することが、樹状突起形成作用の引き金となることを突き止め、樹状突起形成における蛋白質脂質修飾の重要性を分子レベルではじめて立証した。これらの成果は新たな樹状突起形成制御機構として注目され、Neuron誌にて掲載された。