ゲノム編集技術を用いた細胞内ＲｈｏＡシグナル解析と個体脳機能解析の融合研究

利用基因组编辑技术进行细胞内RhoA信号分析与个体脑功能分析的融合研究

• 批准号: 17J10615
• 负责人: 張 心健
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J10615/
• 关键词: MSN; Rap1; ドーパミン; アデノシン; Rap1gap; RhoA; GEF-H1; リン酸化; ノックアウトマウス; 神経細胞形態解析; 行動解析; ドーパミンシグナル

平成29年度はRhoAについて、神経細胞形態解析と行動解析を行なった。RhoA活性化因子であるGEF-H1について、個体内でのリン酸化を確認した。しかし、GEF-H1ノックアウトマウスを用いたスパイン解析や行動解析において有意差が得られなかった。そこで、新たに「D2R-MSNにおけるRap1シグナルの解析」を開始した。ドーパミンやアデノシンは側坐核においてPKAを活性化し、PKAはRap1活性化因子であるRasgrp2をリン酸化し活性化するとともに、Rap1不活性化因子であるRap1gapをリン酸化し不活性化する。平成30年度はRap1gapのリン酸化について解析を行い、D1R-MSNおよびD2R-MSN特異的なドーパミンおよびアデノシンの作用機序を解明した。In vivoにおいて、D1RアゴニストはD1R-MSNのRap1gapリン酸化を増加させたが、A2ARアゴニストはRap1gapリン酸化の有意な変化を引き起こさなかった。しかし、D2RアンタゴニストはD2R-MSNのRap1gapリン酸化を増加させ、その効果はA2ARアンタゴニストによる前処理によってブロックされた。これらの結果は、in vivoのD2R-MSNにおいて基礎アデノシンによるPKAの活性化が基礎ドーパミンによって常にブロックされることを示している。我々は、D1R-MSNからD2R-MSNへ、またはその逆への活性シフトが、主にドーパミン濃度の変化に依存するというモデルを提案した。これらの知見について論文報告(Zhang et al. Neurochem Int., 2018) した。

2017年，对RhoA进行了神经元的形态和行为分析。 RhoA激活剂GEF-H1的磷酸化被证实。但是，使用GEF-H1基因敲除小鼠，在脊柱分析或行为分析中没有明显差异。因此，我们已经开始对D2R-MSN中RAP1信号的新分析。多巴胺和腺苷激活伏隔核中的PKA，PKA磷酸化并激活RASGRP2，RAP1激活剂RASGRP2，并磷酸化并灭活Rap1gap Rap1gap，Rap1 Inacrivator。 2018年，我们分析了RAP1GAP的磷酸化，并阐明了D1R-MSN和D2R-MSN特异性多巴胺和腺苷的作用机理。在体内，D1R激动剂增加了D1R-MSN的RAP1GAP磷酸化，而A2AR激动剂并未引起RAP1GAP磷酸化的显着变化。然而，D2R拮抗剂增加了D2R-MSN的RAP1GAP磷酸化，并且通过A2AR拮抗剂预处理阻止其作用。这些结果表明，在体内D2R-MSN中，基底腺苷对PKA的激活不断阻断。我们提出了一个模型，其中活性从D1R-MSN转移到D2R-MSN，反之亦然，主要取决于多巴胺浓度的变化。这些发现是在论文中报道的（Zhang等，Neurochem int。，2018）。

项目成果

Balance between dopamine and adenosine signals regulates the PKA/Rap1 pathway in medium spiny neurons

多巴胺和腺苷信号之间的平衡调节中型多棘神经元中的 PKA/Rap1 通路

• 发表时间: 2018
• 作者: Xinjian Zhang;Taku Nagai;Rijwan Uddin Ahammad;Keisuke Kuroda;Shinichi Nakamuta;Takashi Nakano;Mutsuki Amano;Junichiro Yoshimoto;Kiyofumi Yamada;Kozo Kaibuchi
• 通讯作者: Kozo Kaibuchi

Balance between dopamine and adenosine signals regulates the PKA/Rap1 pathway in striatal medium spiny neurons

多巴胺和腺苷信号之间的平衡调节纹状体中型多棘神经元的 PKA/Rap1 通路

• DOI: 10.1016/j.neuint.2018.10.008
• 发表时间: 2018
• 期刊: Neurochemistry International
• 影响因子: 4.2
• 作者: Zhang XJ;Nagai T;Ahammad RU;Kuroda K;Nakamuta S;Nakano T;Yukinawa N;Funahashi Y;Yamahashi Y;Amano M;Yoshimoto J;Yamada K;and Kaibuchi K.
• 通讯作者: and Kaibuchi K.

the 18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology

第十八届世界基础与临床药理学大会

• 发表时间: 2018