神経管閉鎖におけるカスパーゼ活性化の生理的意義の解明

阐明半胱天冬酶激活在神经管闭合中的生理意义

• 批准号: 11J11079
• 负责人: 篠塚 直美
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J11079/
• 关键词: アボトーシス; カスパーゼ; 神経管閉鎖; 組織リモデリング; 哺乳類初期発生; ライブイメージング; カスパーゼ活性化検出プローブ; アポトーシス; 形態形成

初期発生に見られる形態形成過程の1つ、神経管閉鎖において、アポトーシス及びアポトーシス実行因子であるカスパーゼの活性化が重要な役割を果たすことが考えられてきた。これは、カスパーゼ欠損マウスが高頻度で外脳症や無脳症を示すためである。中でも、神経管閉鎖時の正中線接着部で起こるアポトーシスは、観察される部位の特異性から、正中線における左右神経板の接着と融合及びそれに続く神経管の表皮からの分離といった組織のリモデリングに寄与していると考えられてきた。実際に、これまでの研究から、口蓋や腹膜など左右から伸張してきた組織が1枚のシート状の組織となる融合部位でアポトーシスが起こり、組織融合を促進することが知られている。しかしながら、神経管閉鎖過程においては、実際にアポトーシスが正中線接着部でどのように働くかは不明であった。そこで、この点を明らかにするため、これまでに後脳神経管領域の1細胞レベルでの高解像度ライブイメージングに挑戦してきており、その観察に成功している。そこで本年度は、神経管が形成される過程で観察されるアポトーシスとして、正中線融合部に焦点を絞り、神経管形成期の組織の融合及びリモデリングに対するアポトーシスやカスパーゼ活性の寄与の解明に取り組んだ。この点を明らかにするため、正中線上の細胞の挙動、及びそこへのアポトーシスの寄与の解明に取り組んだ。その結果、閉鎖完了後の正中線上で細胞が閉鎖完了地点から遠ざかるように後退運動を示すことが、初めて明らかとなった。さらに、この後退運動はカスパーゼの阻害により抑制される事が明らかとなった。また、アポトーシスと後退運動の関係性を明らかにするため、細胞外基質分解酵素であるマトリックスメタロプロテアーゼに着目したところ、マトリックスメタロプロテアーゼを阻害することによっても後退運動が抑制されることが明らかとなった。本研究で明らかとなった事実は、神経管閉鎖形成異常の発症メカニズムに迫るだけでなく、他の組織融合部位で起こる形態変化の解明の一助となる可能性を秘めている。そこで以上の結果については、現在、論文投稿準備中である。

Born early 発 に see ら れ る morphogenetic process 1 つ の, god 経 tube closure に お い て, ア ポ ト ー シ ス and び ア ポ ト ー シ ス line be factor で あ る カ ス パ ー ゼ の activeness が important な "を cut fruit た す こ と が exam え ら れ て き た. こ れ は, カ ス パ ー ゼ owe loss マ ウ ス が high frequency で 脳 disease や no 脳 disease を shown す た め で あ る. In で も, when god 経 tube closure の midline since then department で こ る ア ポ ト ー シ ス は and examines 観 さ れ る parts の specificity か ら, midline に お け る about god 経 の then と fusion and び そ れ に 続 く god 経 tube の epidermis か ら の separation と い っ た organization の リ モ デ リ ン グ に send し て い る と exam え ら れ て き た. Be interstate に, こ れ ま で の research か ら, flap や peritoneal な ど around か ら stretching し て き た organization が one の シ ー ト shape の organization と な る fusion area で ア ポ ト ー シ ス が up こ り, organization integration を promote す る こ と が know ら れ て い る. し か し な が ら, god 経 tube closure process に お い て は, be interstate に ア ポ ト ー シ ス が midline then department で ど の よ う に 働 く か は unknown で あ っ た. そ こ で, こ の point を Ming ら か に す る た め, こ れ ま で に 脳 god の 経 tube field after 1 cell レ ベ ル で の high resolution ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ に pick 戦 し て き て お り, そ の 観 examine に success し て い る. そ こ で は this year, god 経 が form さ れ る process で 観 examine さ れ る ア ポ ト ー シ ス と し て, midline fusion に focus stranded を り, god 経 tube formation の の fusion and び リ モ デ リ ン グ に す seaborne る ア ポ ト ー シ ス や カ ス パ ー ゼ active の send の interpret に group take り ん だ. こ の point を Ming ら か に す る た め, median line の cells の 挙, and び そ こ へ の ア ポ ト ー シ ス の send の interpret に group take り ん だ. そ の results, atresia finished の middle of online で cells が atresia after finished site か ら far ざ か る よ う を に backward movement in す こ と が, early め て Ming ら か と な っ た. Youdaoplaceholder0, <s:1>, <s:1>, backward movement, カスパ カスパ, ゼ, <s:1> prevention of harm, によ, suppression of される, が, ら, となった, となった. ま た, ア ポ ト ー シ ス と backward movement の masato sex を and Ming ら か に す る た め, extracellular matrix decomposition enzyme で あ る マ ト リ ッ ク ス メ タ ロ プ ロ テ ア ー ゼ に with mesh し た と こ ろ, マ ト リ ッ ク ス メ タ ロ プ ロ テ ア ー ゼ を resistance against す る こ と に よ っ て も backward movement が inhibit さ れ る こ と が Ming ら か と な っ た. This study で Ming ら か と な っ た things be は, god 経 tube closure form abnormal の 発 disease メ カ ニ ズ ム に forced る だ け で な く, his back で の organization fusion こ る morphology variations の interpret の on help と な る possibility を secret め て い る. Youdaoplaceholder0 で で the above <s:1> results に て て て, now, the paper submission preparation is in the process of である.

项目成果

カスパーゼ活性化検出プローブ発現マウスを用いた生体イメージングによる哺乳類神経管閉鎖におけるカスパーゼ活性化およびアポトーシスの生理的意義の解明

使用表达 caspase 激活检测探针的小鼠体内成像阐明 caspase 激活和细胞凋亡在哺乳动物神经管闭合中的生理意义

• 发表时间: 2011
• 作者: Shinotsuka;N.;Yamaguchi;Y.;Nonomura;K.;Takemoto;K.;Yoshida;A.;Miura;M.
• 通讯作者: M.

Analyzing the role of apoptosis and caspase-activation during neural tube closure by using time-lapse imaging in SCAT3 transgenic mice

使用延时成像技术分析 SCAT3 转基因小鼠神经管闭合过程中细胞凋亡和 caspase 激活的作用

• 发表时间: 2011
• 作者: Shinotsuka;N.;Yamaguchi;Y.;Nonomura;K.;Takemoto;K.;Yoshida;A.;Miura;M.
• 通讯作者: M.

Live imaging of apoptosis in a novel transgenic mouse highlights its role in neural tube closure.

• DOI: 10.1083/jcb.201104057
• 发表时间: 2011-12-12
• 期刊: The Journal of cell biology
• 作者: Yamaguchi Y;Shinotsuka N;Nonomura K;Takemoto K;Kuida K;Yosida H;Miura M
• 通讯作者: Miura M

Time-lapse imaging in SCAT3 transgenic mice revealed the functions of apoptosis and caspase-activation during neural tube closure

SCAT3 转基因小鼠的延时成像揭示了神经管闭合过程中细胞凋亡和 caspase 激活的功能

• 发表时间: 2012
• 作者: Shinotsuka;N.;Yamaguchi;Y.;Nonomura;K.;Yoshida;A.;Takemoto;K.;Keisuke Kuida;Hiroki Yoshida;and Miura;M.
• 通讯作者: M.

Live-imaging analysis of SCAT3 transgenic mice revealed the contribution of apoptosis and caspase-activation to the smooth progression of mouse cranial neural tube closure

SCAT3 转基因小鼠的实时成像分析揭示了细胞凋亡和 caspase 激活对小鼠颅神经管闭合顺利进行的贡献

• 发表时间: 2012
• 作者: Shinotsuka;N.;Yamaguchi;Y.;Nonomura;K.;Yoshida;A.;Takmoto;K.;Keisuke Kuida;Hiroki Yoshida;and Miura;M.
• 通讯作者: M.