2018 Fiscal Year Research-status Report
軸索伸長の駆動力を生む先導端のアクチン依存性エンドサイトーシス
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18K06459
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
野住 素広 新潟大学, 医歯学系, 講師 (00420323)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 泰行 新潟大学, 医歯学系, 助教 (70710573)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 成長円錐 / アクチン / エンドサイトーシス / 軸索ガイダンス受容体 / 超解像イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経回路形成時や神経損傷後の再生時には、軸索の先端に運動性の高い成長円錐が生じる。成長円錐はガイド分子によるナビゲーションに従って経路選択を行い、軸索を先導してシナプスを形成する。成長円錐の先導端は伸長方向に対して、最前線に相当する領域であることから、ガイド分子を効率的に受容する仕組みが存在すると考えられる。
先導端近傍にはアクチン細胞骨格が局在し、重合端を先導端に向けて配置している。先導端の形質膜直下でアクチン重合が促進されることで、形質膜が押され、成長円錐の推進力が生じると考えられている。我々は超解像顕微鏡(SIM)による成長円錐の観察で、F-アクチンが先導端に向かって伸長するとき、同時に形質膜取込みが生じることを明らかにした(Cell Rep, 2017)。成長円錐におけるF-アクチンの３次元配置を3D-SIMで可視化した結果、大部分のF-アクチンが非接着面の形質膜に沿って山型に分布していることが分かった。また一部のF-アクチンはその表面から突出してフィロポディアを形成していた。この非接着性フィロポディアは１分前後で突出と退縮を繰り返し、フィロポディア表面には軸索ガイダンス受容体のニューロピリン１が局在した。フィロポディア消失時には高確率でエンドサイトーシスが誘導された。これらの結果から、成長円錐は非接着面の表面で短寿命のフィロポディアを形成することによって、ガイド分子を効率的に受容し、成長円錐内に取り込むのではないかと考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
超解像顕微鏡によるF-アクチンや受容体、エンドサイトーシス分子の動態観察によって、成長円錐が積極的にガイド分子を捕らえるという新しい概念を考えることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
成長円錐のF-アクチンによる積極的なガイド分子の捕捉過程に関する超解像イメージング画質の向上を計るとともに、関係する分子の同定を目指す。この過程が実際の軸索ガイダンスに寄与していることを証明する。
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