細胞骨格相互結合タンパク質ＡＣＦ７の興奮性シナプス後部における機能解析

ACF7はアクチン繊維と微小管の両方に結合し、２つの細胞骨格の動態を協調させる機能を持つ。昨年度までの研究により、細胞骨格相互結合タンパク質であるACF7が興奮性シナプスの発達を制御することを明らかにしてきた。今年度はACF7がシナプス後部を制御する分子メカニズムを明らかにすることを目的として研究を実施した。１）ACF7にEGFPを融合させたプローブを海馬分散培養に遺伝子導入し、神経細胞の発達に伴ったACF7の局在変化を経時観察した。数秒おきの速い分子イメージングを行ったところ、線維芽細胞と同様に、突起形成期の神経細胞ではACF7が微小管先端に局在して細胞質中を動く様子が見られた。シナプス形成期の神経細胞ではこの速い動きは見られず、ACF7は樹状突起からスパインへ比較的長い時間をかけて局在変化した。２）ACF7のドメイン欠損変異体の発現実験を海馬分散培養に遺伝子導入し、神経細胞の発達に伴ってACF7がスパインに集積する分子メカニズムを調べた。ACF7のN末端ドメインの有無によって神経細胞の発達に伴った分子局在の変化が起こり、またこのドメインがスパインへの集積に必要であることが分かった。蛍光消退法と薬理学的実験を行ったところ、ACF7はスパインにおいてアクチン繊維だけでなくシナプス後部タンパク質とも結合していることが示唆された。３）ACF7と結合する候補タンパク質をクローニングし、ACF7と共に線維芽細胞に発現させた。ACF7を過剰発現させることによって結合候補タンパク質の局在が変化したことから、これらの分子が細胞内で結合することが支持された。

ACF7はアクチン繊維と微小管の両方に結合し、２つの細胞骨格の動態を協調させる機能を持つ。昨年度までの研究により、細胞骨格相互結合タンパク質であるACF7が興奮性シナプスの発達を制御することを明らかにしてきた。今年度はACF7がシナプス後部を制御する分子メカニズムを明らかにすることを目的として研究を実施した。１）ACF7にEGFPを融合させたプローブを海馬分散培養に遺伝子導入し、神経細胞の発達に伴ったACF7の局在変化を経時観察した。数秒おきの速い分子イメージングを行ったところ、線維芽細胞と同様に、突起形成期の神経細胞ではACF7が微小管先端に局在して細胞質中を動く様子が見られた。シナプス形成期の神経細胞ではこの速い動きは見られず、ACF7は樹状突起からスパインへ比較的長い時間をかけて局在変化した。２）ACF7のドメイン欠損変異体の発現実験を海馬分散培養に遺伝子導入し、神経細胞の発達に伴ってACF7がスパインに集積する分子メカニズムを調べた。ACF7のN末端ドメインの有無によって神経細胞の発達に伴った分子局在の変化が起こり、またこのドメインがスパインへの集積に必要であることが分かった。蛍光消退法と薬理学的実験を行ったところ、ACF7はスパインにおいてアクチン繊維だけでなくシナプス後部タンパク質とも結合していることが示唆された。３）ACF7と結合する候補タンパク質をクローニングし、ACF7と共に線維芽細胞に発現させた。ACF7を過剰発現させることによって結合候補タンパク質の局在が変化したことから、これらの分子が細胞内で結合することが支持された。