中枢神経軸索再生阻害機構の解明

阐明抑制中枢神经轴突再生的机制

• 批准号: 07F07212
• 负责人: 上口 裕之 (2008)
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research (2008)Chiba University (2007)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07212/
• 关键词: 神経; 軸索; 再生; プロテオグリカン; GSK-3β; イノシトール3リン酸; 中枢神経; 脊髄損傷

平成20年度は、損傷した成体哺乳類中枢神経系に発現する軸索再生阻害因子であるコンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)を対象とした研究を行った。CSPGの密度勾配を有するカバーグラスに成体ラット由来脊髄感覚神経細胞を培養し、再生不全に陥った軸索突起先端部(dystrophic endball)を再現した。Dystrophic endballは前方への移動が阻害されており、軸索突起はCSPG密度勾配を上る方向へは伸長しなかった。本培養系に各種薬剤を添加してDystrophic endballの前方移動能を定量したところ、Glycogen synthase kinase-3β(GSK-3β)阻害剤はDystrophic endballの前方移動を促進しかつCSPG密度勾配を上る軸索伸長を可能とした。以上の結果は、GSK-3βがCSPGの下流で軸索再生を阻害する細胞内シグナルとして機能することを示唆している。次に、GSK-3βがリン酸化する基質としてcollapsin response mediator protein-2(CRMP-2)およびmicrotubule-associated protein 1b(MAP1b)に着目し、これら基質のリン酸化体の細胞内局在の解析を開始した。さらに、軸索突起の伸長および誘導(ガイダンス)に関与するイノシトール3リン酸(IP3)シグナルの解析を行った。軸索突起先端部での非対称性IP3シグナルは軸索突起の伸長方向を制御する。軸索誘導に関与するIP3受容体の種類を決定するため、各種受容体ノックアウトマウス由来神経細胞を用いて、非対称性IP3シグナルによる軸索誘導アッセイを行った。その結果、IP3受容体タイプ3が軸索誘導に重要であることが判明した。

2008年，我们进行了一项研究，重点是硫酸软骨蛋白蛋白聚糖（CSPG），这是一种轴突再生抑制剂，该抑制剂在受损的成年哺乳动物的中枢神经系统中表达。将源自成年大鼠的脊柱感觉神经元在CSPG密度梯度的盖玻片中培养，并复制营养不良的末端球，后者具有营养不良的末端，这些末日落入营养不良的末端。营养不良的末端在向前运动中受到抑制，并且轴突过程没有向上延伸到CSPG密度梯度上。当将各种药物添加到主要培养系统中以量化营养不良的末端球的向前运动能力时，糖原合酶激酶3β（GSK-3β）抑制剂促进了营养不良末端球的向前运动，并使轴突延伸在CSPG密度梯度上向上延伸。以上结果表明GSK-3β充当细胞内信号，抑制CSPG下游的轴突再生。接下来，我们专注于折叠蛋白反应介质蛋白-2（CRMP-2）和微管相关蛋白1b（MAP1B）作为允许GSK-3β磷酸化的底物，并开始分析这些底物的亚细胞定位。此外，我们分析了参与轴突过程扩展和指导的三磷酸肌醇（IP3）信号。轴突尖处的不对称IP3信号控制轴突延伸的方向。为了确定参与轴突诱导的IP3受体的类型，使用源自各种受体敲除小鼠的神经元使用非对称IP3信号进行了轴突诱导测定。结果表明，IP3受体3型对于轴突诱导很重要。