運動ニューロンのidentityを反映する分子群探索

• Project/Area Number: 10220206
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 田中 英明 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 教授 (90106906)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡藤 辰也 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 助手 (70315307) ; 郷 正博 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 助手 (00304999) ; 太田 訓正 熊本大学, 大学院・医学薬学研究部, 助手 (90244128)
• Project Period (FY): 1998 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥53,600,000 (Direct Cost: ¥53,600,000); Fiscal Year 2003: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000); Fiscal Year 2002: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000); Fiscal Year 2001: ¥10,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000); Fiscal Year 2000: ¥10,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000); Fiscal Year 1999: ¥8,100,000 (Direct Cost: ¥8,100,000); Fiscal Year 1998: ¥8,500,000 (Direct Cost: ¥8,500,000)
• Keywords: 運動ニューロン / シグナルシークエンストラップ法 / ロイシンリッチリピート / 軸索成長 / 電気穿孔法 / サブタイプ / identity / イムノパンニング法 / siRNA / ニワトリ胚 / 細胞識別 / cDNAクローニング / 異所発現 / シグナルシークエンストラップ / 神経回路網 / シグナルシ-クエンストラップ / 細胞間相互作用 / Differential Display / IgLONサブファミリー / 細胞接着活性

Research Abstract

運動ニューロンのidentityを反映する分子的実体を明らかにするため、我々は分泌あるいは膜結合型蛋白質に存在するシグナルシークエンスを持ち、且つ運動ニューロンサブタイプに選択的に発現されるcDNAを探索するためシグナルシークエンストラップ法を遂行した。
その結果、発生初期胚の運動ニューロンに選択的に発現されている新規膜蛋白質10B4と273分子を見出した。これらの分子には、分子構造として蛋白質間の結合活性を持つロイシンリッチリピートが細胞外領域に存在するため、その細胞外領域とアルカリフォスファターゼとの融合蛋白質を作成し、ニワトリ胚での結合相手を探索したが選択的に結合する組織や細胞は見いだせず、両分子共に可溶性分子と結合する受容体としての機能を持つと推察された。実際、273は細胞質内領域のチロシン残基がリン酸化されていた。モノクローナル抗体を作製した免疫組織化学の解析から、273分子は運動ニューロン軸索が伸展し始める時期には細胞体と軸索双方に発現していたが、筋との結合が形成され始めるE6以降では細胞体の発現は消失していき、軸索には孵化するE21近くまで発現が持続した。これらのことから、筋やシュワン細胞からの何らかの因子を受容しているのではないかと想定された。
これらの分子の機能を明らかにするために、電気穿孔法によるニワトリ胚内への遺伝子導入による過剰発現やsiRNAによる機能阻害を試みてきたが、これまでのところ、明確な機能を見いだせていない。しかし、10B4分子は2004年3月号のNature NeuroscienceにNogo-66/p75受容体コンプレックスと協同的に働く分子として報告されたLINGO-1と同じ分子であった。今後は、273と10B4分子の発生過程における機能を解明していく研究を継続する予定である。

Research Products

• [Publications] Naoyuki Wada: "Ephrin-A2 regulates position-specific cell affinity and is involved in cartilage morphogenesis in the chick limb bud"Developmental Biology. 264・2. 550-563 (2003)
• [Publications] Qi Cheng: "Cdk5/p35 and Rho-kinase mediate ephrin-A5-induced signaling in retinal ganglion cells"Molecular and Cellular Neuroscience. 24・3. 632-645 (2003)
• [Publications] Ryouta Matsuura: "Distinct functions of Rac1 and Cdc42 during axon guidance and growth cone morphogenesis in Drosophila"European Journal of Neuroscience. 19・1. 21-31 (2004)
• [Publications] Yanzhi Yin: "EphA receptor tyrosine kinases interact with co-expressed ephrin-A ligands in cis"Neuroscience Research. 48・3. 285-296 (2004)
• [Publications] Ahsan Mansoor: "Structural analysis of chick ephrin-A2 by function-blocking and non-blocking monoclonal antibodies"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 295・2. 348-353 (2002)
• [Publications] Takemoto Makoto: "Ephrin-B3-EphA4 interactions regulate the growth of specific thalamocortical axon populations in vitro"Eur.J.Neurosci.. 16・6. 1168-1172 (2002)
• [Publications] Kawano Rie: "Identification and characterization of a soluble cadherin-7 isoform produced by alternative splicing"J.Biol.Chem.. 277・49. 47679-47685 (2002)
• [Publications] Mu Hong: "Equarin, a novel soluble molecule expressed with polarity at chick embryonic lens equator, is in volved in eye formation"Mech.Dev.. 120・2. 143-155 (2003)
• [Publications] Yamada Tomoko: "Analysis of ephrin-A2 in the chick retinotectal projection using a function-blocking monoclonal antibody"Journal of Neurobiology. 47・4. 245-254 (2001)
• [Publications] Kimura Yoshishige: "Two members of the IgLON family are expressed in a restricted region of the developing chick brain and neural crest"Development Growth & Differentiation. 43・3. 257-263 (2001)
• [Publications] Fujii Tomoko: "Axonal growth of the spinal cord interneurons expressing a homophilic adhesion molecule SC1 ectopically."Neuroscience Research. 38. 175-181 (2000)
• [Publications] Walkenhorst J.: "The EphA4 receptor tyrosine kinase is necessary for the guidance of nasal retinal ganglion cell axons in vitro."Molecular Cell Neuroscience. 16. 365-375 (2000)
• [Publications] Eberhart J.: "Expression of EphA4, ephrin-A2 and ephrin-A5 during axon outgrowth to the hindlimb indicates potential roles in pathfinding."Developmental Neurobiology. 22. 237-250 (2000)
• [Publications] Yamada Tomoko: "Analysis of ephrinA2 in the chick retinotectal projection using a function-blocking monoclonal antibody"Journal of Neurobiology. (in press). (2001)
• [Publications] Kimura Yoshishige: "CEPU-1, an immunoglobulin superfamily molecule. has cell adhesion activity and shows dynamic expression patterns in chick embryonic spinal cord"Neuroscience Research. 34・4. 245-255 (1999)
• [Publications] Hornberger, M. R.: "Modulation of EphA receptor function by coexpressed EphrinA ligands on retinal ganglion cell axons"Neuron. 22・4. 731-742 (1999)
• [Publications] Iwamasa Hiroko: "Expression of EPH receptor tyrosine kinases and their ligands in chick embryonic motor neurons"Development Growth & Differentiation. 41・6. 685-698 (1999)
• [Publications] Fukushima Mikiko: "Dorsoventral differential distribution of collagen type XIV around the spinal cord is regulated by the ectoderm"Development Growth & Differentiation. 41・6. 751-758 (1999)
• [Publications] Maeda Kazuhiko: "A new member of the α4-related molecule (α4-b) that binds to the protein phosphatase 2A is expressed selectively in the brain and testis"European Journal of Biochemistry. 264・3. 702-706 (1999)
• [Publications] Funahashi Jun-ichi: "Role of Pax-5 in the regulation of a mid-hindbrain organizer's activity"Development Growth & Differentiation. 41・1. 59-72 (1999)
• [Publications] Nagata Katsumi: "Cloning and functional expression of an SGLT-1-like protein from the Xenopus laevis intestine"American Journal of Physiology. 276・5. G1251-G1259 (1999)