Rab35-centaurinβ2複合体による神経突起伸長メカニズムの解明

阐明 Rab35-centaurinβ2 复合物的神经突生长机制

• 批准号: 11J06981
• 负责人: 小林 穂高
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tohoku University
• 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-11J06981/
• 关键词: 神経突起伸長; 小胞輸送; Rab; Rab35; centaurinβ2; Arf6; EHD1; リサイクリングエンドソーム

脳の情報処理回路の実体である神経細胞ネットワークは、神経細胞が周囲の神経細胞に向かってケーブル状の構造(神経突起)を伸長させることで初めて形成される。すなわち神経突起の伸長メカニズムの解明は神経科学における重要な研究課題である。神経突起を伸長させるためには神経突起伸長部位への脂質膜の供給や接着因子の輸送が不可欠であることが近年報告され始めており、細胞内の物質輸送を司る小胞輸送という視点が今後の神経突起伸長研究において重要な切り口になってくると考えられる。我々はこの観点から、小胞輸送を司るRabタンパク質に着目し、神経突起の伸長に必須な新規小胞輸送因子としてRab35とその結合因子centaurinβ2を同定することにこれまで成功している(Traffic (2010) 11:491-507)。しかし、肝心のRab35とcentaurinβ2が制御する小胞輸送の実体は明らかでなかった。そこで本研究課題では、Rab35-centaurinβ2複合体が神経突起伸長時に制御している小胞輸送の実体を明らかにすることで、小胞輸送という観点から神経突起伸長の新規メカニズムを解明することを目指した。第一年度・第二年度において、Rab35はcentaurinβ2を介してArf6の不活性化を引き起こすことで、ダイナミン様因子EHD1をリサイクリングエンドソームにリクルートすることを見出した(J. Cell Sci. (2012) 125:2235-2243 ; Commun. Integr. Biol. (2013) e25036 ; J. Cell Sci. (2013) 126:2424-2435)。EHD1はエンドソームからの小胞形成を促進することが報告されており、Rab35はリサイクリングエンドソームを出発点とする小胞輸送を制御していることが予想された。そこで第三年度では、Rab35の細胞内局在・動態をより詳細に解析した。その結果、免疫染色法によりRab35はEHD1をリサイクリングエンドソームにリクルートした後に(NGF刺激6時間後)、神経突起へとダイナミックに局在移行することが明らかになった(NGF刺激36時間後)。さらに、ライブセルイメージング法により、Rab35陽性の小胞が核周辺(リサイクリングエンドソームが主に局在する)から神経突起方向へと移動する様子が観察された(現在投稿中)。以上の結果から、Rab35-centaurinβ2複合体はリサイクリングエンドソームから神経突起への小胞輸送(神経突起伸長部位への脂質膜の供給)を制御することで、神経突起伸長を制御しているものと考えられた。

脳 の intelligence 処 principle circuit の be body で あ る god 経 cells ネ ッ ト ワ ー ク は week, god 経 cell が 囲 の god 経 cells に か っ て ケ ー ブ ル shape の structure (god 経 bumps) を elongation さ せ る こ と で early め て form さ れ る. Youdaoplaceholder0 The sudden rise of the divine economy <s:1> the extension メカニズム the explanation of メカニズム the clarification of the important な research topic である in the science of the divine economy における. God 経 protuberant を elongation さ せ る た め に は god 経 protuberant elongation part へ の lipid membrane の supply や then factor の conveying が not owe で あ る こ と が recent report さ れ beginning め て お り の material conveying を, cell division る vesicular transport と い う viewpoints が future study に の god 経 swelled elongation お い て important な り mouth に な っ て く る と exam え ら れ る. I 々 は こ の 観 point か ら, vesicular transport を department る Rab タ ン パ ク qualitative に mesh し, god 経 protuberant の elongation に must な new rules vesicular transport factor と し て Rab35 と そ の centaurin combination factor beta 2 を with fixed す る こ と に こ れ ま で successful し て い る (Traffic (2010). (11:491-507) The <s:1> <s:1>, liver heart <s:1> Rab35とcentaurinβ2が control する cell delivery <s:1> entity と min ら でな った った った そ こ で this research topic で は Rab35 - centaurin beta 2 complex が 経 god, protuberant elongation when に suppression し て い る vesicular transport の be body を Ming ら か に す る こ と で, vesicular transport と い う 観 point か ら god 経 protuberant elongation の new rules メ カ ニ ズ ム を interpret す る こ と を refers し た. The first year, second year に お い て, Rab35 は centaurin beta 2 を interface し て Arf6 の not activeness を き up こ す こ と で, ダ イ ナ ミ ン others factor EHD1 を リ サ イ ク リ ン グ エ ン ド ソ ー ム に リ ク ル ー ト す る こ と を see out し た (j. Cell Sci. (2012). 125:2235-2243 Commun. Integr. Biol. (2013) e25036 ; J. Cell Sci. (2013) 126:2424-2435. EHD1 は エ ン ド ソ ー ム か ら の vesicular form を promote す る こ と が report さ れ て お り, Rab35 は リ サ イ ク リ ン グ エ ン ド ソ ー ム を と 発 point す る vesicular transport を suppression し て い る こ と が to think さ れ た. Youdaoplaceholder0 で で the third year で で, Rab35 <s:1> intracellular localization · dynamics をよ detailed に analysis た た. そ の results, immune staining に よ り Rab35 は EHD1 を リ サ イ ク リ ン グ エ ン ド ソ ー ム に リ ク ル ー ト し た after に (model NGF stimulation) after 6 time, god 経 protrusions へ と ダ イ ナ ミ ッ ク に bureau in transitional す る こ と が Ming ら か に な っ た (model NGF stimulation after 36 time). さ ら に, ラ イ ブ セ ル イ メ ー ジ ン グ method に よ り, Rab35 positive の vesicular が 辺 nuclear weeks (リ サ イ ク リ ン グ エ ン ド ソ ー ム が に innings in す る) か ら god 経 protuberant direction へ と mobile す る others child が 観 examine さ れ た contribute (now). の above results か ら, Rab35 - centaurin beta 2 complex は リ サ イ ク リ ン グ エ ン ド ソ ー ム か ら god 経 protrusions へ の vesicular transport (god 経 protuberant elongation part へ の lipid membrane の supply) を suppression す る こ と で, god 経 protuberant elongation を suppression し て い る も の と exam え ら れ た.

项目成果

Rab35 regulates Arf6 activity through centaurin β2/ACAP2 during neurite outgrowth : A novel cross-talk between Rab and Arf.

Rab35 在神经突生长过程中通过半人马蛋白 β2/ACAP2 调节 Arf6 活性：Rab 和 Arf 之间的新型串扰。

• 发表时间: 2012
• 作者: Kobayashi H;Fukuda M
• 通讯作者: Fukuda M

Rab35 establishes the EHD1-association site by coordinating two distinct effectors during neurite outgrowth

• DOI: 10.1242/jcs.117846
• 发表时间: 2013-06-01
• 期刊: JOURNAL OF CELL SCIENCE
• 影响因子: 4
• 作者: Kobayashi, Hotaka;Fukuda, Mitsunori
• 通讯作者: Fukuda, Mitsunori

脳科学事典「エンドソーム」

脑科学百科全书《内体》

• 发表时间: 2013
• 作者: 小林穂高;福田光則
• 通讯作者: 福田光則

Rab cluster regulates neurite outgrowth.

Rab 簇调节神经突的生长。

• 发表时间: 2014
• 作者: 小林穂高;福田光則
• 通讯作者: 福田光則

Development of genetically-encoded FRET biosensors for Rab35

开发 Rab35 基因编码 FRET 生物传感器

• 发表时间: 2011
• 作者: 石堂菜々子;小林穂高;佐甲靖志;新井孝夫;服部成介;松田道行;福田光則;中村岳史
• 通讯作者: 中村岳史