2010 Fiscal Year Annual Research Report
神経成長円錐ガイダンスを制御するエンドサイトーシス経路
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22700353
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
戸島 拓郎 独立行政法人理化学研究所, 神経成長機構研究チーム, 研究員 (00373332)
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| Keywords | 神経成長円錐 / 軸索ガイダンス / クラスリン依存性エンドサイトーシス / カルシウム / カルシニューリン / CaMキナーゼII / Cdk5 / Dephosphin |
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| Research Abstract |
神経回路形成過程の神経軸索先端部に現れる成長円錐は、細胞外環境に呈示される多彩な軸索ガイダンス因子の濃度勾配を感知し、それに応じて自身の運動性を変化させることで軸索を正しい標的まで牽引する。軸索ガイダンス因子は、その成長円錐に対する作用により誘引因子と反発因子に大別されるが、どちらの場合も因子を受容した側に発生する局所Ca^<2+>シグナルが旋回誘発の十分条件である。申請者らの過去の研究により、誘引を引き起こすCa^<2+>シグナル(誘引性Ca^<2+>シグナル)と、反発を引き起こすCa^<2+>シグナル(反発性Ca^<2+>シグナル)の性質の違いが明らかになっている。さらに申請者らは、誘引性旋回は成長円錐片側でのエキソサイトーシス促進によって、反発性旋回はクラスリン依存性エンドサイトーシス促進によって駆動されることを明らかにした。これらの結果に基づいて本課題では、Ca^<2+>シグナルからエンドサイトーシス制御に至るまでのシグナル経路を解明することを目的とする。
本年度は、誘引性Ca^<2+>シグナル下流におけるCaMキナーゼIIおよびCdk5の寄与を検証した。ケージドCa^<2+>光乖離法によって誘発された成長円錐の誘引はCaMキナーゼIIまたはCdk5の阻害剤によって抑制されたが、反発にはこれらの薬剤は効果がなかった。続いて、エンドサイトーシスの非対称性に対するCaMキナーゼIIおよびCdk5の寄与を検証した。誘引性Ca^<2+>シグナル単独ではエンドサイトーシスに影響が無かったが、CaMキナーゼIIまたはCdk5阻害剤存在下では、誘引性Ca^<2+>シグナルに応じてエンドサイトーシス頻度の非対称(Ca^<2+>側で高頻度)が観察された。以上の結果から、誘引性Ca^<2+>シグナルの下流には、CaMキナーゼIIおよびCdk5を介してエンドサイトーシスを抑制する経路(交差抑制経路)が存在することが強く示唆された。
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