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。

In the 20th century, the development of axonal regeneration inhibition factors in adult mammalian central nervous system was studied. The density of CSPG is related to the reproduction of the axonal endball due to the culture and regeneration of spinal sensory neurons. Dystrophic endball moves forward, axons protrude upward, and CSPG density matches upward. In this culture system, various agents are added to quantify the forward movement of the Dystrophic endball, and Glycogen synthase kinase-3β(GSK-3β) inhibits the forward movement of the Dystrophic endball to promote the axial elongation of the CSPG density. These results suggest that GSK-3β inhibits axonal regeneration downstream of CSPG, and that it may be involved in cellular functions. In addition, GSK-3β-induced protein expression in the matrix and collsin response mediator protein-2(CRMP-2) and microtubule-associated protein 1b(MAP1b) were detected. The analysis of the elongation and induction of axons and axons is carried out. The asymmetrical IP3 flange at the tip of the axonal protrusion controls the elongation direction of the axonal protrusion. Axonal induction is related to the type of IP3 receptor, and various receptor types are derived from the use of neural cells, asymmetric IP3 receptors, and axonal induction. As a result, IP3 receptor 3 is important for axial induction.