神経軸索形成を制御するシグナルネットワークの解明

• Project/Area Number: 25830033
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Nerve anatomy/Neuropathology
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 難波 隆志 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 特任助教 (70462794)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: 細胞極性 / 神経発生 / 軸索

Research Abstract

生体内で神経細胞は周囲の細胞や細胞外基質などと相互作用しながら軸索を形成し、極性を獲得していっていると考えられる。本研究課題は大脳新皮質の興奮性神経細胞をモデルとして用い、神経細胞の極性化を制御する微小環境とそのシグナルネットワークを明らかにすることを目的としている。まず最初に生体内での神経細胞極性化の過程を詳細に解析した。その結果、未熟な神経細胞はすでに存在している神経細胞由来の軸索を足場として使用し、軸索を形成し極性を獲得してゆくことが判明した。続いて前述の細胞間相互作用を制御しうる細胞接着分子の同定を試みた。神経極性に関わる細胞接着分子のスクリーニングを遺伝子ノックダウン法と子宮内電気穿孔法を組み合わせて行ったところ、細胞接着分子TAG-1を同定した。TAG-1は神経細胞が極性形成する領域である大脳新皮質中間帯に非常に強く発現していたことから、未熟な神経細胞とすでに存在している軸索とのTAG-1を介した細胞間相互作用が、神経細胞極性化のための微小環境として働いていることが示唆された。さらにTAG-1の下流でどのような細胞内シグナルが働き、神経細胞の極性形成を制御しているのかを解析した。その結果、TAG-1はSrcファミリーチロシンリン酸化酵素であるLynを介して神経細胞の極性化を制御している可能性が示唆された。本研究成果は、生体内での神経細胞極性化には、細胞周囲の微小環境が重要であるということを示した最初の報告である。

Research Products

• [Journal Article] Pioneering Axons Regulate Neuronal Polarization in the Developing Cerebral Cortex. (2014)
  • Author(s): Namba T, Kibe Y, Funahashi Y, Nakamuta S, Takano T, Ueno T, Shimada A, Kozawa S, Okamoto M, Shimoda Y, Oda K, Wada Y, Masuda T, Sakakibara A, Igarashi M, Miyata T, F-S Catherine, Takeuchi K, Kaibuchi K.
  • Journal Title: Neuron Volume: 81(4) Issue: 4 Pages: 814-829
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2013.12.015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TAG-1-assisted progenitor elongation streamlines nuclear migration to optimize subapical crowding. (2013)
  • Author(s): Okamoto M, Namba T, Shinoda T, Kondo T, Watanabe T, Inoue Y, Takeuchi K, Enomoto Y, Ota K, Oda K, Wada Y, Sagou K, Saito K, Sakakibara A, Kawaguchi A, Nakajima K, Adachi T, Fujimori T, Ueda M, Hayashi S, Kaibuchi K, Miyata T
  • Journal Title: Nature Neuroscience Volume: 16 Issue: 11 Pages: 1556-66
  • DOI: 10.1038/nn.3525
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ERK2-mediated phosphorylation of Par3 regulates neuronal polarization. (2013)
  • Author(s): Yasuhiro Funahashi, Takashi Namba, Shin Fujisue, Norimichi Itoh, Shinichi Nakamuta, Katsuhiro Kato, Akiko Shimada, Chundi Xu, Wei Shan, Tomoki Nishioka, Kozo Kaibuchi
  • Journal Title: The Journal of Neuroscience Volume: 33 Issue: 33 Pages: 13270-13285
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4210-12.2013
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 神経細胞の極性化を制御する微小環境とその下流シグナル. (2014)
  • Author(s): 難波隆志, 貝淵弘三
  • Organizer: 第119回日本解剖学会総会
  • Place of Presentation: 自治医科大学（栃木）
  • Invited
• [Presentation] Microenvironment for Neuronal Polarization in vivo. (2013)
  • Author(s): Namba T, Kibe Y, Funahashi Y, Nakamuta S, Takeuchi K, Kaibuchi K.
  • Organizer: Neuro2013
  • Place of Presentation: 京都国際会議場（京都）