新規軸索ガイダンス分子Lotus/CEP68の生物学的機能解析

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19300131
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 竹居 光太郎 Yokohama City University, 医学研究科, 准教授 (40202163)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 史雄 横浜市立大学, 医学研究科, 准教授 (10262023)
• Keywords: 生体生命情報学 / 脳・神経 / 発生・分化 / 軸索ガイダンス / 遺伝子欠損マウス / 神経回路網形成

Research Abstract

本研究は、研究代表者らが発見した新規軸索ガイダンス分子Lotus/CEP68の遺伝子欠損マウスを作製し、中枢神経系に発現している当該分子の生物学的機能を解析することを目的とする。平成20年度は以下の4項目について研究を進めた。
(1)Lotusの細胞機能:前年度にLotusとその受容体との分子間相互作用によって細胞接着が誘起されることが判明したことから、本年度はその細胞接着能を介する生理機能について検討した。培養基質として精製Lotusをコーティングした培養皿上に網膜神経節細胞(RGC細胞)を培養すると、顕著な突起伸長活性が認められた。コーティングしたLotusをFALI法によって不活性化すると突起伸長活性は全く見られなくなった。また、Lotus受容体はGPI結合型の膜蛋白質であるので、それを酵素処理によって膜から離脱させる処理を施すと同様に突起伸長活性が見られなくなった。これらのことから、LotusとLotus受容体の相互作用によって神経突起伸長が促進されると考えられた。
(2)Lotus遺伝子欠損マウスの解析:理研CDBとの共同研究によりLotus遺伝子を欠損した変異マウスを作製した。横浜市立大学医学部実験動物センター内にて戻し交配を行って系統維持管理し、ヘテロ個体同士の交配を行ってホモ個体を得た。Lotusはマウス胎生12-14日に形成される嗅覚情報の2次投射路である嗅索の形成不全を引き起こす原因分子として同定されたことから、最初に遺伝子欠損マウスの胎生期における嗅索形成について検討した。予想に反し、胎生12-14日目の嗅索は同腹仔の野生型と変わることなく正常に形成されていた。しかし、遺伝子欠損マウスでは一旦形成された嗅索が胎生18日目では脱束化が起こり、神経東がばらばらになる異常が見られた。現在、例数を増やして検証を進めている。次に、Lotusはin situ hybridization法により、マウス胎生期脳(胎生15日目)では嗅球僧帽細胞層内腹側、嗅索神経束内側、大脳皮質、視床、海馬、脊髄などの脳領域に強い発現が認められたので、ニッスル染色などによって神経組織構築を検討した。現在のところ、顕著な組織構築異常は認められず、更に詳細な変化について精査している。

Research Products

• [Presentation] 新規軸索ガイダンス分子LOTUSのNogo受容体を介する細胞機能 (2009)
  • Author(s): 池谷真澄, 有江裕子, 山口めぐみ, 栗原裕司, 五嶋良郎, 竹居光太郎
  • Organizer: 第30回神経組織培養研究会
  • Place of Presentation: 湯河原
  • Year and Date: 2009-03-14
• [Presentation] Discovery LOTUS, a novel molecule axon guidance molecule (2009)
  • Author(s): Sato, Y., Yamaguchi, M., Arie, Y., Iketani, M., Kurihara, Y., Sato, Y., Goshima, Y., Takei, K.
  • Organizer: 生理研研究会神経系の発生・分化・再生に関する研究の新展開(第3回神経発生討論会)
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2009-03-12
• [Presentation] Lateral olfactory formation by LOTUS, a novel molecule axon guidance molecule (2009)
  • Author(s): Yamaguchi, M., Sato, Y., Iketani, M., Arie, Y., Kurihara, Y., Nakamura, F., Kawasaki, T., Hirata, T., Goshima, Y., Takei, K.
  • Organizer: 生理研研究会神経系の発生・分化・再生に関する研究の新展開(第3回神経発生討論会)
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2009-03-12
• [Presentation] Promotion of neurite outgrowth mediated by LOTUS, a novel axon guidance molecule, and Nogo-66 receptor (2009)
  • Author(s): Kurihara, Y., Arie, Y., Yamaguchi, M., Iketani, M., Sato, Y., Nakamura, F., Kawasaki, T., Hirata, T., Goshima, Y., Takei, K.
  • Organizer: 生理研研究会神経系の発生・分化・再生に関する研究の新展開(第3回神経発生討論会)
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2009-03-12
• [Presentation] Expression pattern of LOTUS, a novel axon guidance molecule in developing mouse brain (2009)
  • Author(s): Iketani, M., Yamaguchi, M., Arie, Y., Kurihara, Y., Yamashita, N., Sato, Y., Goshima, Y., Takei, K.
  • Organizer: 生理研研究会神経系の発生・分化・再生に関する研究の新展開(第3回神経発生討論会)
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2009-03-12
• [Presentation] 嗅索形成における新規軸索ガイダンス分子LOTUSの機能解析 (2008)
  • Author(s): 池谷真澄, 山口めぐみ, 有江裕子, 五嶋良郎, 竹居光太郎
  • Organizer: 2008年度生理研研究会シナプス研究会
  • Place of Presentation: 岡崎
  • Year and Date: 2008-12-08
• [Presentation] 光照射による分子機能阻害法 : 簡便法の開発と適用 (2008)
  • Author(s): 竹居光太郎
  • Organizer: 第49回日本組織化学会総会全国学術学会, 企画ワークショップ「新たなイメージング技術とタンパク機能解析法」
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2008-10-06
• [Presentation] 終脳器官培養系における嗅索形成を司る新規機能分子の解析 (2008)
  • Author(s): 山口めぐみ, 佐藤泰史, 池谷真澄, 有江裕子, 五嶋良郎, 竹居光太郎
  • Organizer: 第29回神経組織培養研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2008-09-20
• [Presentation] Expression pattern of LOTUS, a novel molecule serving for neural circuit formation (2008)
  • Author(s): Iketani, M., Sato, Y., Yamaguchi, M., Arie, Y., Kaneko-Sekiguchi, H., Nakamura, F., Goshima, Y., and Takei, K.
  • Organizer: 第51回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] Identification of LOTUS, a novel molecule serving for neural circuit formation (2008)
  • Author(s): Sato, Y., Yamaguchi, M., Iketani, M., Arie, Y., Nakamura, F., Kawasaki, T., Hirata, T., Goshima, Y., and Takei, K.
  • Organizer: 第51回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] Characterization of LOTUS, novel molecule serving for neural circuit formation, with Nogo-66 receptor (2008)
  • Author(s): Arie, Y., Yamaguchi, M., Sato, Y., Iketani, M., Kaneko-Sekiguchi, H., Nakamura, F., Mizuki, N., Goshima, Y. and Takei, K.
  • Organizer: 第51回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] Functional analysis of the receptor for LOTUS, a novel molecule serving for neural circuit formation (2008)
  • Author(s): Yamaguchi, M., Sato, Y., Ikeani, M., Arie, Y., Kaneko-Sekiguchi, H., Nakamura, F., Goshima, Y., Takei, K.
  • Organizer: 第51回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2008-09-13
• [Presentation] Functional screen combining fluorophore-assisted light inactivation and organotypic cultures of the developing brain (2008)
  • Author(s): Takei, K., Yamaguchi, M., Sato, Y., Iketani, M., Arie, Y., and Goshima, Y.
  • Organizer: 第51回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 富山
  • Year and Date: 2008-09-12
• [Presentation] Identification and functional analysis of a novel axon guidance molecule involved in lateral olfactory tract formation. (2008)
  • Author(s): 5)Sato, Y., Yamaguchi, M., Iketani, M., Arie, Y., Nakamura, F., Kawasaki, T., Hirata, T., Goshima, Y., Takei, K.
  • Organizer: 日本細胞生物学会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-06-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] 神経突起伸長促進剤 (2009)
  • Inventor(s): 竹居光太郎, 五嶋良郎, 中村史雄
  • Industrial Property Rights Holder: 公立大学法人横浜市立大学
  • Industrial Property Number: 特願2009-036140
  • Filing Date: 2009-02-19