神経細胞の分化度に応じて異なる機能を担う受容体メカニズム

• Project Area: Molecular interaction and modal shift of cellular sensors
• Project/Area Number: 21026027
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 仲嶋 一範 Keio University, 医学部, 教授 (90280734)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000); Fiscal Year 2010: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2009: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
• Keywords: 発生・分化 / 神経科学 / 腦・神経 / 細胞移動 / 大脳皮質

Research Abstract

発生期大脳皮質の脳室面で最終分裂を終えた神経細胞の多くは、その直上(multipolar cell accumulation zone, MAZと命名)で多極性の形態をとって長時間留まり、多極性移動(multipolar migration)と命名した特徴的な挙動を示す。多極性移動細胞は外界を探索しているような動態を示すため、これらの細胞自身で受容体が発現し、細胞外にそのリガンドが存在するような組み合わせの分子群を検索した結果、その一つとしてBMPとその受容体を見いだした。これらは、いずれも脳室帯からMAZにかけて局在が観察され、確かに多極性移動細胞に受容体タンパク質が分布することを確認した。BMPは、脳室帯に存在する神経幹細胞に対してはその分裂/分化の制御に関わることが知られているが、MAZに局在する多極性移動細胞は既に分裂を終えた神経細胞であるため、脳室帯における機能とは異なる機能を有すると考えられた。そこでまずBMP受容体の下流について検討したところ、古典的な下流分子であるSmadのリン酸化は脳室帯にしか見られず、MAZ内の多極性移動細胞では陰性であった。一方、MAZの多極性移動細胞においては、BMP受容体の下流で機能することが他の細胞で知られているLIMK1のリン酸化型が局在していることを見いだした。つまり、同じリガンド/受容体の組み合わせが、未分化な神経幹細胞と分裂を終えた移動神経細胞とでは下流分子を使い分けることによって異なる機能を発揮する可能性が考えられた。

Research Products

• [Journal Article] Role of dual leucine zipper-bearing kinase (DLK/MUK/ZPK) in axonal growth. (2010)
  • Author(s): Kaoru Eto
  • Journal Title: Neurosci.Res. 66 Pages: 37-45
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dissecting the factors involved in the locomotion mode of neuronal migration in the developing cerebral cortex. (2010)
  • Author(s): Yoshiaki V.Nishimura
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 285 Pages: 5878-5887
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Knockdown of DISC1 by in utero gene transfer disturbs postnatal dopaminergic maturation in the frontal cortex and leads to adult behavioral deficits. (2010)
  • Author(s): Minae Niwa
  • Journal Title: Neuron 65 Pages: 480-489
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CXCR4 is required for proper regional and laminar distribution of cortical somatostatin-, calretinin- and neuropeptide Y-expressing GABAergic interneurons. (2010)
  • Author(s): Daisuke H.Tanaka
  • Journal Title: Cereb.Cortex (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The transcriptional repressor RP58 is crucial for proper cell-division patterning and neuronal survival in the developing cortex. (2009)
  • Author(s): Haruo Okado
  • Journal Title: Dev.Biol. 331 Pages: 140-151
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective induction of neocortical GABAergic neurons by the PDK1-Akt pathway through activation of Mash 1. (2009)
  • Author(s): Koji Oishi
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci. U.S.A. 106 Pages: 13064-13069
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Downregulation of functional Reelin receptors in projection neurons implies that primary Reelin action occurs at early/pre-migratory stages. (2009)
  • Author(s): Takayuki Uchida
  • Journal Title: J.Neurosci. 29 Pages: 10653-10662
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 2種類の前駆細胞によるマウス大脳皮質錐体神経細胞産生の定量的解析 (2010)
  • Author(s): 田畑秀典
  • Organizer: 定量生物学の会第二回年会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] 大脳皮質発生において多極性移動神経細胞は2種類の異なる突起を伸長・退縮させる(Multipolar migrating neurons in the developing cerebral cortex have two distinct types of processe s) (2010)
  • Author(s): 吉永怜史
  • Organizer: 第115回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Presentation] 哺乳類大脳皮質形成後期において分裂を伴い速く移動する細胞集団の解析(Investigation of the cell population that migrates quickly and divides during the late cortical plate development) (2010)
  • Author(s): 田畑秀典
  • Organizer: 第115回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Presentation] 大脳皮質の形づくりのしくみ (2009)
  • Author(s): 仲嶋一範
  • Organizer: 東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科セミナー
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-12-15
• [Presentation] 発生期大脳皮質の移動神経細胞のダイナミクス (2009)
  • Author(s): 仲嶋一範
  • Organizer: 慶應義塾大学医学部生理学教室Brain Club
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2009-07-08
• [Presentation] 大脳新皮質発生におけるBMPシグナルの役割(Role of the BMP signal in the developing cerebral neocortex) (2009)
  • Author(s): 佐々木慎二
  • Organizer: 第32回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] Migratory behavior of progenies of apical progenitors and basal progenitors in the developing cerebral cortex (2009)
  • Author(s): Kazunori Nakajima
  • Organizer: International Symposium "Construction and Reconstruction of the Brain"
  • Place of Presentation: Awaji
• [Presentation] 子宮内胎児脳電気穿孔法の確立とそれを用いた神経細胞移動の解析"(oral)シンポジウム:"遺伝子抑制と遺伝子導入法の展開からみえるもの～新技術から医薬応用に向けての新しい研究展開～ (2009)
  • Author(s): 仲嶋一範
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 大脳皮質の移動神経細胞のダイナミクス (2009)
  • Author(s): 仲嶋一範
  • Organizer: 頭部形成研究会
  • Place of Presentation: 修善寺