神経回路網形成におけるホスホリパーゼD2の機能解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14380310
• Research Institution: TOKYO METROPOLITAN ORGANIZATION FOR MEDICAL RESEARCH
• Principal Investigator: 金保 安則 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所・専門参事, 部長 (00214437)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 康一 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (30291149) ; 佐々木 雄彦 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (50333365) ; 前浜 朝彦 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (40322755) ; 渡辺 寛 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (80356261)
• Keywords: ホスホリパーゼD / 神経軸策 / ERK / PC12細胞 / 小脳顆粒細胞 / NGF / 神経接着分子 / シグナル伝達

Research Abstract

リン脂質分解酵素のホスホリパーゼD(PLD)は、種々のアゴニストで細胞を刺激した際に細胞膜リン脂質のホスファチジルコリンを加水分解して脂質性シグナル分子として機能するホスファチジン酸を産生することが知られており、新規な細胞内シグナル伝達酵素として注目されている。現在までにPLD1とPLD2の二種類のほ乳類PLDアイソザイムが同定されている。PLD1の活性調節機構や生理機能の解析は進展しているものの、PLD2に関する解析は遅れているが、そのmRNAのマウス脳における発現は神経系が発達する時期に増大することが報告されている。このことから、PLD2は神経回路網形成に重要な役割を果たす可能性を想定し、この点についての解析を行った。
野生型(WT)および活性欠失型(LD)PLDアイソザイムを誘導発現できるクロム親和性細胞腫由来PC12細胞において、WT-PLD2を誘導発現させると神経成長因子(NGF)刺激による神経突起伸長は顕著に促進され、LD-PLD2の誘導発現により阻害された。一方、WT-とLD-PLD1の誘導発現による影響は見られなかった。PC12細胞の突起伸長シグナル伝達において、extracellular signal-regulated kinase(ERK)が重要な役割を果たすことが知られているが、ERKの活性化に依存してPLD2が活性化されること、ERKの上流因子であるMAP kinase-ERK kinase(MEK)の活性型変異体の過剰発現により形成される神経突起はPLD2の誘導発現により顕著に促進されることを見いだした。これらのPLD2の効果は、マウス小脳顆粒細胞の神経接着分子L1による神経軸索伸長においても同様であり、これらの結果から、PLD2はERKの下流で機能してERKから神経軸索伸展へのシグナル伝達を仲介しているものと結論づけられる。

Research Products

• [Publications] M.Nogami et al.: "Requirement of autophosphorylated tyrosine 992 of EGF receptor and its docking protein phospholipase Cγ1 for membrane ruffling formation"FEBS Lett.. 536. 71-76 (2003)
• [Publications] Y.Kanaho et al.: "Activation of PI(4)P 5-kinase by small G protein"Adv.Enzyme Regul.. 43. 107-119 (2003)
• [Publications] Y.Zhang et al.: "Increased expression of two phospholipase D isoforms during experimentally induced hippocampal mossy fiber outgrowth"Glia. 46. 74-83 (2004)
• [Publications] T.Maehama et al.: "The tumor suppressor PTEN : involvement of a tumore suppressor candidate in the PTEN turnover"Biochem.Soc.Trans.. In press.
• [Publications] H.Watanabe et al.: "Phospholipase D2 functions as a downstream signaling molecule of MAP Kinase pathway in L1-stimulated neurite outgrowth of cerebellar granule neurons"J.Neurochem.. In press.