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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

基本信息

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

项目摘要

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。

PKA and Rac 1 activity were detected in the gut wall during the development phase and during the migration phase of the neurons in vivo. Intestinal nervous system development period, the origin of nervous system cells. Neuronal cells migrate rapidly from the gut wall to the posterior part of the intestine, from the foregut to the posterior part of the intestine, and from the posterior part of the intestine to the posterior part of the intestine. This process involves the regulation of endogenous and extracellular factors in the brain cells, the regulation of abnormal and pathogenic factors, and the initiation of diseases. These factors control the development of the intestinal nervous system. When the intestinal cells move around the intestinal wall, the intracellular information reaches the molecular group. In this study, the time-space activity of Rac1 and PKA was changed. The molecular activity of RAC1 and PKA was visualized and controlled by FRET. Before and after 10 days of birth, organ culture of intestine and two-photon FRET of nervous system cells were carried out. As a result, chain migration, cell speed, and field of motion, cell PKA activity was low, and Rac1 activity was high. In addition, cAMP was not activated in the intestine under organ culture, and the cell speed was decreased. The above comments indicate that Rac1 activity is important for cell movement in neuronal cells, and PKA activity remains low, but Rac1 activity can be maintained. GDNF PKA is activated. The Journal of Neuroscience reports the results.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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。

DOI：
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

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
The Journal of Neuroscience
影响因子：
0
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