RhoファミリーG蛋白質シグナル伝達系の神経細胞移動における働き

• Project/Area Number: 18057010
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 星野 幹雄 Kyoto University, 医学研究科, 客員研究員 (70301273)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥6,200,000 (Direct Cost: ¥6,200,000); Fiscal Year 2007: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2006: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
• Keywords: 神経系 / 発生 / 神経細胞異動 / 運命決定 / 変異マウス / 小脳 / 大脳皮質 / 転写因子

Research Abstract

神経細胞移動は複雑な脳組織の形成において必須の発生段階であるが、そこに関わる分子機構についてはまだあまり良く知られていない。その過程で神経細胞が大きく細胞形態を変化させるために、細胞骨格制御め鍵分子であるRhoファミリーG蛋白質の関与が予想されてはいたが、Rac1などのノックアウト動物では早期致死となるため、その神経細胞移動における働きは未解明であった。そこで、我々は「子宮内エレクトロポレーション法」を活用し、発生途上のマウス胚の局所脳に特定の遺伝子を導入することによって、以下のことを明らかにした。
1)Rac1のエフェクターのーつであるPak1が神経細胞移動に関与しているということが、子宮内エレクトロポレーションによる過剰発現やshRNA導入によるloss of functionでの観察などで示唆された。まだ予備的結果に過ぎないので、今後さらに良く詰めて行きたい。
2)神経細胞移動の鍵分子と言われていたCdk5が、細胞周期に関連するp27kip1をリン酸化することで安定化し、移動神経細胞におけるアクチン細胞骨格系を制御することによって、神経細胞移動に関与していることを明らかにした。その過程でp27kip1がRhoファミリーG蛋白質RhoAの活性を抑制することで、アクチン結合蛋白質コフィリンの機能を活性化し、アクチン細胞骨格を制御していることが示唆された。
3)Ptflaが下オリーブ核神経細胞の移動と分化にも関わっていることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Opposing roles in neurite growth control by two 7-pass transmembrane cadherins. (2007)
  • Author(s): Shima, et. al.
  • Journal Title: Nature Neurosci. 10 Pages: 963-969
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of dendritogenesis via a lipid raft-associated Ca2+/calmodulin-dependent proteini kinase CLICK-III/CaMKIg (2007)
  • Author(s): Takemoto-Kimura, et. al.
  • Journal Title: Neuron 54 Pages: 755-770
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Localized activation of Pak1 controls neuronal polarity and morphology (2007)
  • Author(s): Jacobs, et. al.
  • Journal Title: J. Neurosci. 27 Pages: 8604-8615
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LNeurabin-I is phosphorylated by Cdk5: implications for neuronal morphogenesis and cortical migration. (2007)
  • Author(s): Causeret, et. al.
  • Journal Title: Molecular Biol. Cell 18 Pages: 4327-4342
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Origin of climbing fiber neurons and their developmental dependence on Ptfla. (2007)
  • Author(s): Yamada, et. al.
  • Journal Title: J. Neurosci. 27 Pages: 10924-10934
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Epac signaling pathway involves STEF a guanine nucleotide exchange factor for Rac to regulate APP processing. (2007)
  • Author(s): Zaldua, et. al.
  • Journal Title: FEBS Letter 581 Pages: 5814-5818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Signal-ing requirements for translocation of P-Rexl, a key Rac2 exchange factor involved in chemoattractant-stimulated human neutrophil function. (2007)
  • Author(s): Zhao et al.
  • Journal Title: J.Leukocyte Biol. 81 Pages: 1127-1136
• [Journal Article] Rho-kinase modulates the function of STEF, a Rac GEF, through its phosphorylation (2007)
  • Author(s): Takefuji et al.
  • Journal Title: Biochem.Biophys.Res.Comm. 355 Pages: 788-794
• [Journal Article] Molecular machinery governing GABAergic neuron specification in the cerebellum. (2007)
  • Author(s): Hoshino et al.
  • Journal Title: The Cerebellum 5 Pages: 193-198
• [Journal Article] Cdk5 phosphorylates and stabilizes p27kipl, contributing to actin organization and cortical neuronal migration. (2006)
  • Author(s): Kawauchi et al.
  • Journal Title: Nature Cell Biol. 8 Pages: 17-26
• [Presentation] Molecular strategy to produce a variety types of neurons (2007)
  • Author(s): 星野幹雄
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2007-12-14