一次線毛を介した神経細胞機能に関わるシグナル伝達経路の解明

通过初级纤毛阐明与神经元功能相关的信号转导途径

• 批准号: 22570138
• 负责人: 垣沼 直人
• 金额: $ 3万
• 依托单位: University of Yamanashi
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010-04-01 至 2013-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22570138/
• 关键词: 細胞内情報伝達機構; 一次繊毛; カルシウムシグナル経路; 三量体Gタンパク質シグナル伝達経路; 海馬; 神経幹細胞

神経系の細胞における一次繊毛上の受容体を介したシグナル伝達経路を解明することを目的とし、海馬神経細胞・アストロサイト混合培養系を用いてリガンドXおよびそのファミリーであるリガンドY、Zで刺激した際にアストロサイトにおいてカルシウム振動の頻度上昇が確認された。また、このシグナル伝達系特異的刺激薬であるAにおいても同様にカルシウム振動の頻度上昇が確認された。このカルシウム振動の頻度上昇は細胞外カルシウムを除去すると阻害された。また、ERにおいてはリアノジン受容体阻害剤で阻害され、IP_3受容体阻害剤では阻害されなかった。このことから、細胞膜に存在するチャネルによって細胞内にカルシウムが流入することでカルシウム振動が起こっており、この細胞内カルシウムの上昇によってリアノジン受容体によるカルシウム誘導カルシウム放出がおこっていることが示唆された。また、アストロサイトにおけるこのシグナル伝達系の刺激によって細胞外にATPが放出され、このATPによってカルシウム振動の頻度上昇が起こっていることを確認した。ATPの受容体は現在のところ不明であるが、ATPの放出によって細胞外カルシウムの流入が起こるtriggerとなっている可能性がある。更に、リアノジン受容体阻害剤並びに細胞外ATPを分解するApyrase処理を行うとNestinの発現が阻害された。このことから、このシグナル伝達系を刺激することによって、アストロサイトからATPが分泌され、分泌されたATPがカルシウム振動を活性化し、神経幹細胞様の作用を獲得する可能性が示唆された。すなわち、このシグナル伝達系の活性化により海馬アズトロサイトの神経幹細胞的性質を誘導している可能性があり、神経障害時の治療法開発への端緒となる可能性を有している。

目的是通过使用混合的海马神经元/星形胶质细胞培养系统刺激配体X及其家族刺激配体X及其家族，刺激配体X及其家族的刺激时，在刺激神经系统细胞的原发性纤毛上阐明了信号传导途径，在星形胶质细胞中证实了钙振荡的钙振荡的增加。另外，在A信号转导特异性刺激剂A中类似地证实了钙振荡的频率。通过去除细胞外钙的抑制钙振荡的频率增加。此外，在ER中，Ryanodine受体抑制剂被抑制，而不是IP_3受体抑制剂。这表明当钙通过细胞膜中的通道流入细胞时，会发生钙振荡，并且细胞内钙的升高会导致钙诱导的钙氨氨烷受体释放钙。此外，已经证实，通过刺激星形胶质细胞的该信号系统，在细胞外释放ATP，并且该ATP导致钙振荡频率增加。目前，ATP的受体尚不清楚，但是ATP的释放可能会导致细胞外钙的流入。此外，当Apyrase处理降解ryanodine受体抑制剂和细胞外ATP时，巢蛋白表达被抑制。这表明，通过刺激该信号系统，ATP是从星形胶质细胞中分泌的，分泌的ATP激活钙振荡并获得神经干细胞样作用。换句话说，这种信号传导系统的激活可能导致海马阳极细胞的神经干细胞特性，这可能导致神经系统疾病的治疗发展。

项目成果

Primary cilium regulates Ca^<2+> oscillation in astrocytes

初级纤毛调节星形胶质细胞中的 Ca^<2> 振荡

• 发表时间: 2010
• 作者: Naoto Kakinuma;Yusuke Arai;Takahumi Inoue;Sen Takeda
• 通讯作者: Sen Takeda

Cilia-mediated Ca^<2+> signaling pathway on hippocampal astrocytes

海马星形胶质细胞纤毛介导的Ca^2信号通路

• 发表时间: 2011
• 期刊: The journal of Physiological Sciences
• 作者: Takao Arimori;at al;瀬戸山大樹;高木康光;Naoto Kakinuma
• 通讯作者: Naoto Kakinuma