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シグナル伝達の光制御法の開発と神経への応用

信号转导光控制方法的开发及其在神经中的应用

基本信息

批准号：
10J04095
负责人：
角元利行
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J04095/
关键词：
optogenetics PI3K 成長円錐神経発達神経極性 Cdc42 Rac1

项目摘要

前年度に引き続き、phosphatidylinositol-3 kinase(PI3K)の光スイッチを海馬培養神経細胞に導入し、局所的なphosphatidylinositol 3,4,5-trisphosphate(PIP3)産生による神経細胞の形態変化について検討を行った。PIP3を突起の先端で上昇させると、F-actinが増加し、成長円錐のサイズと動きが上昇した。この際、光刺激した突起以外の突起ではPIP3が逆に減少する、reciprocalな制御が達成されていることがわかった。神経細胞の突起の途中や細胞体においてPIP3を産生したところ、lamellipodiaを生じ、これが突起に沿って順行性あるいは逆行性に動く像が観察された。一方で、PIP3の上昇は突起を伸長させず、軸索を誘導することもなかった。また、PIP3の生理的な分布とダイナミクスを観察するため、光スイッチなしでのPIP3の動態をタイムラプス観察した。PIP3は神経の突起先端に多く、十分～数十分のオーダーで増減した。PIP3の豊富な膜は成長円錐内でダイナミックに動いており、PIP3の多寡と成長円錐の大きさ・動きは関連していた。以上に加えて、生理的なPIP3のイメージングと光スイッチを用いた実験を組み合わせることで、我々はPIP3が成長円錐においてエンドサイトーシスされていることを見出した。PIP3の上昇はエンドサイトーシスを増し、成長円錐の辺縁部におけるPIP3の濃度上昇は上方制御されているようであった。我々の得たデータから、神経細胞の発達過程におけるPIP3の主要な役割はactinベースの活発に動く成長円錐の部分を構築することであること、および、PIP3がエンドサイトーシスによって制御されるというPIP3の新規の制御メカニズムを提唱し、論文にまとめた。現在投稿中である。

In the past year, we introduced phosphotidylinositol-3 kinase(PI3K) into cultured hippocampal neurons and investigated the morphological changes of neurons induced by phosphotidylinositol 3,4,5-trisphosphate(PIP3). The tip of PIP3 rises, F-actin rises, and the tip of PIP 3 rises. In this case, the light stimulation of the protrusion outside the PIP3 is reduced, and the reciprocal control is achieved. In the process of neurogenesis, the cell body is produced in a retrograde manner. A side, PIP3 rise, extension, axis, induction. The physiological distribution of PIP3 and the dynamics of PIP3 are observed. PIP3: The tip of the nerve is more than ten, ten. The amount of PIP3 in the growth cone is related to the size of the growth cone. The above is the first time that the PIP 3 has been used in the development of the system. The rise of PIP3 in the concentration of PIP3 in the upper part of the growth cone is controlled by the increase of PIP3 concentration. We have found that PIP3 is a major component of the growth cone of actin during the development of neuronal cells, and that PIP3 is a major component of the growth cone during the development of neuronal cells. Now posting in.