個体脳を用いた系統的な経路遮断実験による物流システムの生理的意義と制御機構の解明

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 21113524
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 川内 健史 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (60397544)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2010: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2009: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 細胞内輸送 / エレクトロポレーション / 細胞移動 / 細胞内物流システム / 大脳皮質 / 神経細胞 / 大脳皮質形成 / 神経成熟

Research Abstract

膜貫通型受容体や細胞接着分子などの膜タンパク質は、複雑かつ多様なメンブレントラフィック経路のいずれかを選択して適切に輸送されるが、このような細胞内物流システムの個体レベルでの役割についてはほとんど分かっていない。これまでに我々は、簡便に個体への遺伝子導入を行える「子宮内エレクトロポレーション法」を確立し、この手法などを用いることにより、大脳皮質形成過程の神経細胞移動における細胞骨格系の動態制御の重要性を報告してきた。これに対し、神経細胞移動の異常による脳疾患であるPVH(脳室周囲異所性灰白質)病の原因遺伝子のひとつとして小胞輸送関連遺伝子(ArfGEF2)が近年同定され、神経細胞移動における細胞内物流システムの重要性が示唆されたが、その役割については不明であった。子宮内エレクトロポレーション法を用いた昨年度までの研究により、Rab5依存性のエンドサイトーシスおよびRab11依存性のリサイクリング経路が神経細胞移動に必要であることを明らかにした。本年度の研究では、Rab5およびRab11依存性のメンブレントラフィック経路によって輸送される分子のひとつとして、細胞接着分子N-カドヘリンを同定した。さらに、N-カドヘリンの機能抑制により、神経細胞移動が阻害されたことから、発生期大脳皮質の神経細胞はN-カドヘリン依存的に移動していることが分かった。これらより、細胞内物流システムの協調作用によるN-カドヘリンの輸送が、大脳皮質形成において重要な役割を果たすことが示された(Neuron,2010)。

Research Products

• [Journal Article] Rab GTPases-dependent endocytic pathways regulate neuronal migration and maturation through N-Cadherin trafficking (2011)
  • Author(s): Kawauchi T, Sekine K, Shikanai M, Chihama K, Tomita K, Kubo K, Nakajima K, Nabeshima YI, Hoshino M.
  • Journal Title: Neuron Volume: 67 Pages: 588-602
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] エンドサイトーシス経路によるN-カドヘリンの細胞内輸送は放射状突起にそったニューロンの移動を制御する (2010)
  • Author(s): 川内健史
  • Journal Title: ライフサイエンス新着論文レビュー Volume: (2010年9月30日オンライン掲載)
• [Journal Article] Dissecting the factors involved in the locomotion mode of neuronal migration in the developing cerebral cortex (2010)
  • Author(s): Nishimura YV, Sekine K, Chihama K, Nakajima K, Hoshino M, Nabeshima YI, Kawauchi T.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 285 Pages: 5878-5887
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of dual leucine zipper-bearing kinase (DLK/MUK/ZPK) in axonal growth (2010)
  • Author(s): Eto K, Kawauchi T, Osawa M, Tabata H, Nakajima K.
  • Journal Title: Neurosci.Res. 66 Pages: 37-45
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 発生期大脳皮質における神経細胞の移動と成熟の分子機構 (2010)
  • Author(s): 川内健史
  • Organizer: 神戸大学大学院医学研究科大学院講義
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-12-03
• [Presentation] In vivo細胞生物学による神経細胞移動のメカニズムの解明 (2010)
  • Author(s): 川内健史
  • Organizer: 第28回脳科学グローバルCOE若手フォーラム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2010-09-24
• [Presentation] Molecular and cellular mechanisms for the radial glial fiber-dependent locomotion mode of cortical neuronal migration (2010)
  • Author(s): Takeshi Kawauchi
  • Organizer: Global COE Liaison Laboratory regular seminar
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2010-09-15
• [Presentation] In vivo roles of Rab GTPases-dependent endocytic pathways in neuronal migration. (2010)
  • Author(s): Takeshi Kawauchi, Katsutoshi Sekine, Mima Shikanai, Kazunori Nakajima, Yo-ichi Nabeshima, Mikio Hoshino.
  • Organizer: Sapporo International Cancer Symposium 2010 "Membrane Traffic and Cancer"
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] エンドサイトーシス経路によるN-カドヘリンの細胞内輸送を介した神経細胞移動の制御機構 (2010)
  • Author(s): 川内健史、関根克敏、鹿内弥磨、富田憲司、久保健一郎、鍋島陽一、星野幹雄、仲嶋一範
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会(BMB2010)
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Endocytic pathways by Rab-GTPases regulate cerebral cortical development through the trafficking of N-cadherin (2010)
  • Author(s): Takeshi Kawauchi, Katsutoshi Sekine, Mima Shikanai, Kaori Chihama, Kenji Tomita, Ken-ichiro Kubo, Kazunori Nakajima, Yo-ichi Nabeshima, Mikio Hoshino
  • Organizer: Society for Neuroscience, Neuroscience 2010 Meeting (40th Annual Meeting)
  • Place of Presentation: サンディエゴ、アメリカ合衆国
• [Presentation] Endocytic recycling pathways regulate cortical neuronal migration through N-cadherin trafficking (2010)
  • Author(s): Takeshi Kawauchi, Katsutoshi Sekine, Mima Shikanai, Kaori Chihama, Kenji Tomita, Ken-ichiro Kubo, Kazunori Nakajima, Yo-ichi Nabeshima, Mikio Hoshino.
  • Organizer: 第33回日本神経科学大会・第53回日本神経科学会大会・第20回日本神経回路学会大会合同大会(Neuro2010)
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Rabファミリー低分子量G蛋白質依存性エンドサイトーシス経路が大脳皮質形成に果たす役割 (2010)
  • Author(s): 川内健史、関根克敏、鹿内弥磨、仲嶋一範、鍋島陽一、星野幹雄
  • Organizer: 第62回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 大阪
• [Presentation] Molecular mechanisms of Reelin-Dab1 signaling in the mammalian neocortical development (2010)
  • Author(s): Katsutoshi Sekine, Takeshi Kawauchi, Ken-ichiro Kubo, Takao Honda, Kazunori Nakajima
  • Organizer: Global COE program Center for Human Metabolomic Systems Biology Workshop
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 大脳皮質形成過程におけるRap1依存的な神経細胞移動の局面 (2010)
  • Author(s): 関根克敏、川内健史、久保健一郎、本田岳夫、仲嶋一範
  • Organizer: 第33回日本神経科学大会・第53回日本神経科学会大会・第20回日本神経回路学会大会合同大会(Neuro2010)
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 神経発生と神経変性-分子からみた正常脳と病態脳- (2009)
  • Author(s): 川内健史
  • Organizer: AIST-CBRCセミナー
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所、CBRC、東京
  • Year and Date: 2009-07-30
• [Presentation] 大脳皮質形成の分子機構の解明に向けた"ln vivo細胞生物学"的アプローチ (2009)
  • Author(s): 川内健史
  • Organizer: 名古屋大学大学院医学研究科基礎医学特論
  • Place of Presentation: 名古屋大学大学院医学研究科、愛知
  • Year and Date: 2009-06-05
• [Presentation] エンドサイトーシスを起点とする膜輸送経路による神経細胞移動の制御 (2009)
  • Author(s): 川内健史、関根克敏、仲嶋一範、鍋島陽一、星野幹雄
  • Organizer: 第61回日本細胞生物学会大会(ワークショップW1S-4、ポスター2P-010)
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、名古屋
• [Presentation] Cdk5, Fyn and PKCdelta regulate differential steps of neuronal migration during the developing cerebral cortex (2009)
  • Author(s): Yoshiaki V.Nishimura, Katsutoshi Sekine, Kaori Chihama, Kazunori Nakajima, Mikio Hoshino, Yo-ichi Nabeshima, Takeshi Kawauchi
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜、横浜
• [Presentation] 大脳皮質2/3層錐体細胞の放射状移動を制御する新たなカルシウムエフェクターCaMKIαの機能解明 (2009)
  • Author(s): 安達-森島亜希, 竹本-木村さやか, 鈴木敢三, 上田(石原)奈津実, 野中美応, 岡村理子, 西村嘉晃, 川内健史, 仲嶋一範, 奥野浩行, 尾藤晴彦
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場など、神戸
• [Presentation] A pivotal role of a CaMKK-Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase I cascade in the radial migration of layer 2/3 cortical pyramidal neurons (2009)
  • Author(s): Takemoto-Kimura S., Adachi-Morishima A., Ageto-Ishihara N., Suzuki K., Nonaka M., Okamura M., Nishimura Y.V., Kawauchi T., Nakajima K., Okuno H., Bito H.
  • Organizer: Society for Neuroscience, Neuroscience 2009 Meeting (39th Annual Meeting)
  • Place of Presentation: Chicago, U.S.A.
• [Presentation] Reelin-Dabl signal regulates the local "inside-out" lamination through terminal translocation (2009)
  • Author(s): 関根克敏、川内健史、久保健一郎、本田岳夫、仲嶋一範
  • Organizer: 第52回日本神経化学会大会(シンポジウムS06-2)
  • Place of Presentation: 渋川(伊香保)、群馬
• [Presentation] 発生期大脳皮質の神経細胞移動におけるRap1の機能解析 (2009)
  • Author(s): 関根克敏、川内健史、久保健一郎、本田岳夫、仲嶋一範
  • Organizer: 第32回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場、名古屋
• [Remarks]
  • URL: http://web.sc.itc.keio.ac.jp/anatomy/nakajima/page10/page17/page17.html
• [Remarks]
  • URL: http://web.sc.itc.keio.ac.jp/anatomy/nakajima/page10/page17/page17.html