脳形成における増殖因子ニューレグリンの時空間的制御機構とその役割に関する研究

昨年度において、増殖因子Neuregulin 1(NRG1)の細胞外ドメインにmCherryを、細胞内ドメインにGFPを標識した蛍光バイオセンサーを作製した。作製したバイオセンサーをN-CISSORと名付け、培養細胞を用いてその評価をおこなったところ、N-CISSOR発現細胞のmCherry/GFP比を算出することで非常に効率的にNRG1の切断をモニターすることが確認できた。そこで、本年度では、NRG1の切断が個体内においてどのように局在制御を受けているのかどうかを調べるため、N-CISSORをゼブラフィッシュ胚で運動神経細胞特異的に発現させて一細胞レベルで観察をおこなった。結果、mCherry/GFP比は細胞体よりも軸索において有意に低かった。さらに、軸索におけるmCherry/GFP比の低下は、N-CISSORからNRG1の切断ドメインを除去することで大幅に軽減され、また、NRG1を切断することが知られるADAMやBACEといったプロテアーゼの阻害剤を処理することでもわずかに軽減された。以上の結果はNRG1が発生過程にある個体内の運動神経細胞において軸索で切断を受けることを示唆する。また、同様の結果が他の神経細胞においてもみとめられた。これまで個体内におけるNRG1の切断に関して様々な報告や推察がなされてきたが、本研究は、蛍光バイオセンサーの開発とそのゼブラフィッシュ胚への応用により初めて個体内におけるNRG1の切断を細胞局在レベルで明らかにした。今後、この蛍光バイオセンサーを用いて個体内におけるNRG1切断機構のさらなる解明が期待される。本成果は現在特許出願済みであり、さらに国際誌に論文投稿中である。

昨年度において、増殖因子Neuregulin 1(NRG1)の細胞外ドメインにmCherryを、細胞内ドメインにGFPを標識した蛍光バイオセンサーを作製した。作製したバイオセンサーをN-CISSORと名付け、培養細胞を用いてその評価をおこなったところ、N-CISSOR発現細胞のmCherry/GFP比を算出することで非常に効率的にNRG1の切断をモニターすることが確認できた。そこで、本年度では、NRG1の切断が個体内においてどのように局在制御を受けているのかどうかを調べるため、N-CISSORをゼブラフィッシュ胚で運動神経細胞特異的に発現させて一細胞レベルで観察をおこなった。結果、mCherry/GFP比は細胞体よりも軸索において有意に低かった。さらに、軸索におけるmCherry/GFP比の低下は、N-CISSORからNRG1の切断ドメインを除去することで大幅に軽減され、また、NRG1を切断することが知られるADAMやBACEといったプロテアーゼの阻害剤を処理することでもわずかに軽減された。以上の結果はNRG1が発生過程にある個体内の運動神経細胞において軸索で切断を受けることを示唆する。また、同様の結果が他の神経細胞においてもみとめられた。これまで個体内におけるNRG1の切断に関して様々な報告や推察がなされてきたが、本研究は、蛍光バイオセンサーの開発とそのゼブラフィッシュ胚への応用により初めて個体内におけるNRG1の切断を細胞局在レベルで明らかにした。今後、この蛍光バイオセンサーを用いて個体内におけるNRG1切断機構のさらなる解明が期待される。本成果は現在特許出願済みであり、さらに国際誌に論文投稿中である。