小脳プルキンエ細胞樹状突起発生過程におけるミトコンドリアのダイナミクスと機能

小脑浦肯野细胞树突发育过程中的线粒体动力学和功能

• 批准号: 13J02523
• 负责人: 福光 甘斎
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J02523/
• 关键词: ミトコンドリア; クレアチン; プルキンエ細胞; 樹状突起; アクチン; エネルギー代謝; ATP

生物は細胞内外の環境の変化にも関わらず、細胞内のエネルギー状態を一定に保つためにミトコンドリアを中心とする好気呼吸のみならず、酸素を使わない嫌気呼吸などエネルギー供給の多重システムを発達させている。本研究では、中枢神経系神経細胞の中でも際立って複雑な樹状突起を持つ小脳プルキンエ細胞をモデルとし、特に樹状突起形成過程に着目し、樹状突起形成を支えるエネルギー代謝機構を明らかにすることを目的に研究を行った。前年度はミトコンドリアが樹状突起に配置されることが樹状突起形成に重要な役割を果たすことを明らかにした。本年度は、エネルギー供給システムであるクレアチンシャトルに着目し、樹状突起形成への影響を検証した。その結果、クレアチンシャトルの阻害により、樹状突起の矮小化がみられた。また、細胞質クレアチンキナーゼとして知られるCK-BとCK-Mの二種類のクレアチンキナーゼが樹状突起形成に重要な役割を果たすことが明らかになった。FRETプローブであるATeamを用いた解析から、クレアチンシャトルが定常状態での細胞内 ATP量の維持に重要な役割を果たしていることが示唆された。さらに、 突起先端部でのGFP-actin のFRAP解析により、クレアチンシャトルがアクチン代謝を制御することが明らかになった。以上の結果から、クレアチンシャトルが細胞内エネルギー量を維持し、アクチン代謝を制御することで樹状突起形成を制御することが明らかになった。これら一連の研究成果はThe Journal of Neuroscience 誌に発表した。

Biological の は cells inside and outside environment の variations change に も masato わ ら ず, intracellular の エ ネ ル ギ ー state を certain に protect つ た め に ミ ト コ ン ド リ ア を center と す る good 気 breathing の み な ら ず, acid を make わ な い too 気 breathing な ど エ ネ ル ギ ー supply の multiple シ ス テ ム を 発 da さ せ て い る. This study で は, central god 経 is の 経 cells で も international stand っ て complex 雑 な dendritic protrusions を hold small つ 脳 プ ル キ ン エ cells を モ デ ル と し, に dendritic protrusions forming process with mesh し に, dendritic protrusions formed を え る エ ネ ル ギ ー metabolic institutions を Ming ら か に す る こ と を purpose に を line っ た. Before the annual は ミ ト コ ン ド リ ア が dendritic protrusions に configuration さ れ る こ と が dendritic protrusions formed に important な "を cut fruit た す こ と を Ming ら か に し た. This year は, エ ネ ル ギ ー supply シ ス テ ム で あ る ク レ ア チ ン シ ャ ト ル に mesh し, dendritic protrusions formed へ の influence を 検 card し た. Youdaoplaceholder0 そ results, レアチ レアチ シャト シャト <s:1> <s:1> obstruction によ, tree-like protrusions <e:1> dwarfism がみられた. ま た, cytoplasmic ク レ ア チ ン キ ナ ー ゼ と し て know ら れ る と CK Calvin klein - B - M の two kinds の ク レ ア チ ン キ ナ ー ゼ が dendritic protrusions formed に important な "を cut fruit た す こ と が Ming ら か に な っ た. FRET プ ロ ー ブ で あ る ATeam を with い た parsing か ら, ク レ ア チ ン シ ャ ト ル が steady state で の intracellular ATP quantity の に important な "を cut fruit た し て い る こ と が in stopping さ れ た. さ ら に, apex of で の GFP - actin の FRAP parsing に よ り, ク レ ア チ ン シ ャ ト ル が ア ク チ ン metabolic を suppression す る こ と が Ming ら か に な っ た. Above results の か ら, ク レ ア チ ン シ ャ ト ル が intracellular エ ネ ル ギ ー を maintain し, ア ク チ ン metabolic を suppression す る こ と で dendritic protrusions formed を suppression す る こ と が Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder0 れら a series of research results are published in The Journal of Neuroscience に and た.

项目成果

小脳プルキンエ細胞樹状突起発生過程におけるミトコンドリアのダイナミクスと機能

小脑浦肯野细胞树突发育过程中的线粒体动力学和功能

• 发表时间: 2014
• 作者: 福光甘斎;藤島和人;呉攸;吉村安寿弥;John Heuser;見学美根子
• 通讯作者: 見学美根子

Dynamics and function of mitochondria during dendrite morphogenesis of cerebellar Purkinje cells

小脑浦肯野细胞树突形态发生过程中线粒体的动力学和功能

• 发表时间: 2014
• 作者: Kansai Fukumitsu;Kazuto Fujishima;Kure Yu;Azumi Yoshimura;John Heuser;Mineko Kengaku
• 通讯作者: Mineko Kengaku

樹状突起ミトコンドリアとクレアチンキナーゼによる局所ATP生産が小脳プルキンエ細胞の樹状突起伸長を制御する

树突状线粒体和肌酸激酶产生的局部 ATP 控制小脑浦肯野细胞的树突状生长

• 发表时间: 2014
• 作者: 福光甘斎;藤島和人;吉村安寿弥;呉攸;Heuser John;見学美根子
• 通讯作者: 見学美根子