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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanism of G protein signals regulating bi-directional axon transport and axon growth, regeneration and degeneration

Research Project

Project/Area Number 20K06880
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

中村 岳史  東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 教授 (60362604)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords細胞内シグナル伝達 / 軸索伸長 / 軸索再生 / 小胞輸送 / G蛋白質 / イメージング / 軸索変性
Outline of Annual Research Achievements

哺乳類成体の中枢神経軸索は損傷からの再生能力を失っている。私たちは、これまでに、膜輸送の制御を通じて神経突起の伸展を促進するGタンパク質TC10が軸索再生に不可欠であることをノックアウトマウスの解析により示した。本課題研究では、TC10が膜輸送の制御だけでなく、微小管を安定化させて軸索の退縮を防ぐことによって神経突起伸展を促進するという分子機能を持つことを新たに見出した。そのシグナル経路では、細胞膜と小胞の2か所に存在するTC10のうち、小胞上のTC10が微小管の安定化に特異的に働いており、TC10のエフェクターはPAK2キナーゼである。TC10-PAK2はJNKを介して微小管制御因子であるSCG10とMAP1Bのリン酸化を行う。PAK2、 JNKのスキャフォールドであるJIP1、SCG10はTC10陽性小胞に存在することから、このTC10による微小管安定化シグナルは局所的なものである。
変性蛋白質の細胞内蓄積に由来する神経変性疾患の初期病変の多くについて、リソソームの形成と細胞内配置の異常が関わると考えられている。Rab7 Gタンパク質はリソソーム分解経路のマスターレギュレーターであることから、本課題では、アルツハイマー病モデルを使って、Rab7活性を可視化するセンサーにより変性疾患とリンクするRab7活性分布の異常を検索する研究を進めた。Neuro2A細胞を使って、優勢劣性型Rab7の発現やRab7不活性化因子の発現といったRab7の持続的な活性低下の誘導により、初期エンドソームでRab5活性上昇が起きることを見出した。また、この時、該当する初期エンドソームでは肥大化が起きている。次の段階として、アミロイド前駆体APPおよびそのswedish変異体を海馬ニューロンに発現させてエンドソームでのRab7活性の低下を比較するための系の立ち上げを行った。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Decoding cellular deformation from pseudo-simultaneously observed Rho GTPase activities2023

    • Author(s)
      Katsuyuki Kunida, Nobuhiro Takagi, Kazuhiro Aoki, Kazushi Ikeda, Takeshi Nakamura, Yuichi Sakumura
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112071

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 蛍光タンパク質の光明滅・光褪色機構2023

    • Author(s)
      須田亮、中村岳史
    • Journal Title

      細胞

      Volume: 55 Pages: 67-70

  • [Presentation] Active TC10 on vesicles promotes axon outgrowth by stabilizing microtubules through the specific phosphorylation pathway2022

    • Author(s)
      Shingo Koinuma, Misa Miyaji, Akira Hoshina, So Maezono, Naoyuki Wada, Hiroshi Takemura, Yoshiki Koriyama, Sumiko Kiryu-Seo, Hiroshi Kiyama, Michihiro Igarashi, Takeshi Nakamura
    • Organizer
      第45回神経科学大会
  • [Presentation] 軸索再生促進因子TC10はPAK2-JNKを介して微小管を安定化して軸索伸長に働く2022

    • Author(s)
      宮地美沙、鯉沼真吾、秋山涼風、保科光、和田直之、竹村裕、郡山恵樹、桐生寿美子、木山博資、五十嵐道弘、中村岳史
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 神経系で高発現するRab39Bの細胞内活性分布と分子機能の検討2022

    • Author(s)
      古澤絵菜、間裕太郎、宮地美沙、鯉沼真吾、宮地美沙、福田光則、中村岳史
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] ブラフィッシュrhoq遺伝子変異体におけるヒレ鰭条形成の異常2022

    • Author(s)
      柳澤利賢、浅岡拳斗、坂下美咲、中村岳史、鯉沼真吾、和田直之
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Remarks] 東京理科大学生命医科学研究所中村研究室発表論文

    • URL

      http://kir628906.kir.jp/publications.html

URL: 

Published: 2023-12-25  

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