イノシトールリン脂質を介した成長円錐膜ダイナミズムの時間的・空間的解析

Research Project

Project/Area Number	16770158
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Cell biology
Research Institution	The Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	山崎正和理研, 研究員 (40373378)
Project Period (FY)	2004 – 2005
Project Status	Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help	¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000) Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000) Fiscal Year 2004: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords	成長円錐 / 反発因子 / イノシトールリン脂質 / 後根神経節 / PI(4,5)P2
Research Abstract	神経成長円錐の誘引応答・反発応答は神経回路網形成過程において決定的な役割を果たしている。精巧な神経回路網が形成されるためには、神経細胞の軸索先端に位置する成長円錐が周囲の誘引因子・反発因子を感知し、軸索を誘引因子方向または軸索を反発因子から遠ざける方向へとガイドする必要がある。誘因・反発因子による成長円錐のダイナミックな運動および形態変化には、成長円錐内におけるアクチン細胞骨格の再編成が重要であると考えられているが、これらの応答はアクチン細胞骨格の再構築だけでは説明できない。例えば、成長円錐全体に反発因子が作用すると、扇型をしていた成長円錐は退縮し、細い線状の構造体に変化する。この際、成長円錐表面積は急速に減少しており、液胞様構造として観察される膜の取り込みが起きていることが示唆されている。しかしながら、その分子メカニズムはほとんど明らかになっていない。本研究では「イノシトールリン脂質(以下PIs)」という新たな視点で、PIs局在の「時間的・空間的」解析から、軸索ガイダンスにおける成長円錐膜ダイナミズムの分子メカニズムを解明することを目的としている。PIsの一つであるホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸[PI(4,5)P2]を可視化できるプローブ分子(EGFP-PLCδ-PH)を導入した後根神経節(DRG)神経細胞を用いて、成長円錐におけるPI(4,5)P2の局在を経時的に解析した。ラミニン基質上におけるデフォルトの軸索伸長の際、PI(4,5)P2プローブは成長円錐において特異的な局在を示さなかったが、興味深いことに反発因子Semaphorin3A(Sema3A)刺激による反発応答(成長円錐退縮)の際、PI(4,5)P2プローブが刺激依存的に観察される液胞様構造に局在することが明らかになった。現在、この液胞様構造の形成におけるPI(4,5)P2の関与を解析中である。