CRMP-2による神経軸索・樹状突起の運命決定機構の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12053254
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 稲垣 直之 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教授 (20223216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 貝淵 弘三 名古屋大学, 大学院・医学研究科, 教授 (00169377) ; 天野 睦紀 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助手 (90304170)
• Keywords: Rho-キナーゼ / CRMP-2 / リン酸化 / 成長円錐 / 軸索 / 樹状突起 / 細胞極性 / Rho-GEF

Research Abstract

Collapsin response mediator protein2(CRMP2)は発生時期の脳に高レベルに発現する蛋白質で、我々はCRMP2がRho-キナーゼの脳における重要な基質であることを見出している。我々は、このCRMP-2を一次培養海馬神経細胞に高レベル発現させると、神経細胞の軸索が複数形成されることを見いだした。さらに、実際に成長しつつある軸索には内在性CRMP-2が濃縮して存在することも明らかとなった。以上の結果はCRMP-2が軸索の形成に必要であり、CRMP2の細胞内分布が神経細胞の極性形成に重要な役割をはたす可能性を示唆する。またニワトリ後根神経節ニューロンにおいてLPA刺激による成長円錐のコラプスにCRMP2のRho-キナーゼによるリン酸化が重要な役割を果たすことが明らかとなった。さらに我々は、CRMP2の神経軸索形成及び極性形成に果たす役割を分子レベルで解明するためにCRMP2結合蛋白質の同定を試みており、これまでにアクチンとチューブリンがCRMP2に結合することを見いだしている。CRMP-2における微小管との結合部位を調べた結果、少なくとも323番目から381番目アミノ酸の部位が微小管との結合に寄与していることがあきらかとなった。また、CRMP2のこの部位はIn vitroにおいて微小管の重合を促進することがわかった。現在我々は、CRMP2のアクチンフィラメントや微小管の形成に対するCRMP2の作用をさらに解析すると共に、新たなCRMP2結合蛋白質を検索中である。

Research Products

• [Publications] Inagaki et al.: "Activation of Ca2+/calmodulin-dependent Protein Kinase II within Post-synaptic Dendritic Spines of Cultured Hippocampal Neurons."J.Biol.Chem.. 275. 27165-27171 (2000)
• [Publications] Arimura et al.: "Phosphorylation of Collapsin Response Mediator Protein-2 by Rho-kinase : Evidence for Two Separate Signaling Pathways for Growth Cone Collapse"J.Biol.Chem.. 275. 23973-23980 (2000)
• [Publications] Canossa et al.: "Regulated secretion of neurotrophins by metabotropic glutamate group I (mG1uRI)-and Trk-receptor activation Is mediated via phospholipase C signaling pathways"EMBO J.. (印刷中). (2001)
• [Publications] 深田優子,稲垣直之,貝淵弘三: "神経細胞の極性:神経軸索と樹状突起の運命決定"細胞工学. (印刷中). (2001)
• [Publications] 稲垣直之: "神経軸索の形成およびガイダンスの分子機構"生体の科学. (印刷中). (2001)