神経突起伸展・成長円錐ガイダンスのFRETイメージングによる解析

使用 FRET 成像分析神经突延伸和生长锥引导

• 批准号: 10J05736
• 负责人: 後藤 明弘
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kyoto 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-10J05736/
• 关键词: PKA; Rac1; FRET; 神経堤由来細胞; トランスジェニック; Racl; 腸管神経堤細胞; 器官培養; 2光子顕微鏡; ライブイメージング; cAMP; STEF; PC12D; neurite outgrowth

昨年度からは、vivoに近い系におけるPKAとRac1活性のメカニズムを解明するため、発生期における神経堤細胞が腸管壁上を移動する際のPKへとRac1活性のメカニズムを検討した。腸神経系は、発生期における神経堤細胞に由来する。神経堤細胞は神経管より遊出した後、前腸に侵入し、中腸、後腸の後部までの腸管壁を急速に移動しながら神経細胞とグリア細胞へと分化する。この過程は神経堤細胞に内在するプログラムと細胞外因子により誘導されるシグナルにより巧妙に制御され、その異常は、ヒルシュスプルング病など様々な疾患を引き起こす。これまでに様々な因子が腸神経系の発生を制御していることが明らかになっているものの、実際に神経堤細胞が腸管壁を移動する際に、細胞内情報伝達分子群がどのように時空間的に制御されているかを観察したものは未だない。本研究では、Rac1及びPKAの時空間的活性変化を生きた腸管でライブイメージングした。まず、Rac1、PKAの分子活性を可視化するFRETバイオセンサーを発現するトランスジェニックマウスを作製した。胎生10日目前後に、腸管の器官培養を行い、神経堤細胞の二光子FRETイメージングを行った。その結果、chain migrationと呼ばれる、細胞が列になって速い速度で移動する領域において、神経堤細胞は低いPKA活性と高いRac1活性を示すことが明らかになった。また、cAMPアナログを器官培養下の腸管に投与すると、Rac1が不活性化され、細胞速度も低下した。以上のことから、神経堤細胞の細胞運動にはRac1活性が重要であり、PKA活性が低く保たれることによりRac1の活性が維持されることを示している。また、GDNFがPKAを抑制することでRac1を活性化していることも示した。これらの結果を、Journal of neuroscienceに発表した。

Yesterday's annual か ら は, vivo に nearly い department に お け る PKA と Rac1 activity の メ カ ニ ズ ム を interpret す る た め phase, 発 に お け る god 経 dike が bowel wall を cell す る interstate の PK へ と Rac1 activity の メ カ ニ ズ ム を beg し 検 た. The intestinal nervous system における, the development stage における, the origin of the nervous embankment cells に する. God 経 dike cell は 経 tube よ り swim out し た, intestinal に invasion し before and after in the intestine, posterior intestine の rear ま で の bowel wall を に rapidly moving し な が ら god 経 cells と グ リ ア cells へ と differentiation す る. こ の process は 経 god dam cells に inner す る プ ロ グ ラ ム と extracellular factor に よ り induced さ れ る シ グ ナ ル に よ り clever に suppression さ れ, そ の is unusual は, ヒ ル シ ュ ス プ ル ン グ disease な ど others 々 な disorders を lead き up こ す. こ れ ま で に others 々 な factor が intestinal 経 god is の 発 raw を suppression し て い る こ と が Ming ら か に な っ て い る も の の, be interstate に 経 god dam cells が bowel wall を mobile す る interstate に, intelligence 伝 of molecules in the cell group が ど の よ う に に space during the course of royal さ れ て い る か を 観 examine し た も の は not だ な い. This study で は, Rac1 and び PKA の space of activity - when born を き た insufflate で ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ し た. を ま ず, Rac1, PKA の activity visualization す る FRET バ イ オ セ ン サ ー を 発 now す る ト ラ ン ス ジ ェ ニ ッ ク マ ウ ス を cropping し た. After 10 days of fetal birth, に, intestinal organ culture を performed に, neurotic cell <s:1> two-photon FRET メ メ ジ グを performed った. そ の results, chain migration と shout ば れ る, cell が column に な っ て speed い move speed で す る field に お い て, low cell は い 経 god dam high PKA activity と い を Rac1 activity in す こ と が Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder0, cAMPアナログを organ culture of the intestinal tract に inoculated with すると, Rac1が inactivation され, low cell velocity <e:1> た た. Above の こ と か ら, cells の 経 god dam movement に は Rac1 activity が important で あ り, low PKA activity が く bartender た れ る こ と に よ り Rac1 の active が support さ れ る こ と を shown し て い る. ま た, GDNF が PKA を inhibit す る こ と で Rac1 を activeness し て い る こ と も shown し た. The results are を and published in the Journal of neuroscienceに た.

项目成果

Phosphorylation of STEF by protein kinase A is critical for Racl activation and neurite outgrowth in dbcAMP-treated PC12D cells.

蛋白激酶 A 磷酸化 STEF 对于 dbcAMP 处理的 PC12D 细胞中 Racl 激活和神经突生长至关重要。

• 发表时间: 2011
• 期刊: Molecular Biology of the Cell
• 影响因子: 3.3
• 作者: A.Goto;M.Hoshino;M.Matsuda;T.Nakamura.
• 通讯作者: T.Nakamura.

GDNF and Endothelin 3 regulate migration of enteric neural crest-derived cells via protein kinase A and Racl

GDNF 和内皮素 3 通过蛋白激酶 A 和 Racl 调节肠神经嵴衍生细胞的迁移

• 发表时间: 2013
• 期刊: The Journal of Neuroscience
• 作者: Goto A ;Kenta Sumiyama;Yuji Kamioka;Eiji Nakasyo;Keisuke Ito;Mitsuhiro Iwasaki;Hideki Enomoto;Michiyuki Matsuda.
• 通讯作者: Michiyuki Matsuda.

STEF/Tiam2 Thr749 phosphorylation by PKA is critical for cAMP-induced Rac1 activation and neurite outgrowth in PC12D cells

PKA 引起的 STEF/Tiam2 Thr749 磷酸化对于 PC12D 细胞中 cAMP 诱导的 Rac1 激活和神经突生长至关重要

• 发表时间: 2011
• 作者: A.Goto;M.Hoshino;M.Matsuda;T.Nakamura.;後藤明弘
• 通讯作者: 後藤明弘

dbcAMP-induced Rac1 activation is mediated by Rac1-specific GEF regulated by PKA

dbcAMP 诱导的 Rac1 激活是由 PKA 调节的 Rac1 特异性 GEF 介导的

• 发表时间: 2010
• 作者: A.Goto;M.Hoshino;M.Matsuda;T.Nakamura.;後藤明弘;後藤明弘
• 通讯作者: 後藤明弘

PC12D細胞における、dbcAMP及びNGFによって誘導される神経突起生成のシグナル伝達経路のFRETを用いた解析

FRET分析dbcAMP和NGF诱导PC12D细胞神经突发生的信号转导通路

• 发表时间: 2010
• 作者: A.Goto;M.Hoshino;M.Matsuda;T.Nakamura.;後藤明弘;後藤明弘;後藤明弘
• 通讯作者: 後藤明弘