新型走査型プローブ顕微鏡を用いた成長円錐の構造非対称性の証明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24650162
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 五十嵐 道弘 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50193173)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 牛木 辰男 新潟大学, 医歯学系, 教授 (40184999)
• Keywords: 成長円錐 / イオン伝導顕微鏡 / 3D画像 / 神経成長 / イメージング

Research Abstract

申請者および分担者牛木の解析により、成長円錐の静止画像を明確に獲得する方法論を確立した。現時点では、培養系で20分程度で画像を取得することができ、明瞭な3D画像が得られた。これは初代培養系（マウス大脳皮質）および神経系株細胞(PC12, NG108)で成功した。Z軸方向での盛り上がりは正確にとらえられ、大多数が非対称であった。成長円錐の表面のくぼみのクラスターは培養72時間後の成長円錐で最も顕著となり、成長円錐の構造上は非対称であって通常は片側、すなわち伸びて曲がっていく方向で顕著となることが推測された。また免疫染色で小胞のリサイクリングに関係する分子に関する解析を試みたが、エンドサイト―シスに関する分子などでまだ明確な染色は見られなかった。これは、抗体の特異性に問題がある可能性が考えられたが、ある程度の染まりを認めるものもあり、今後の検討課題と思われる。
一方動画（リアルタイム画像）については、他の細胞ではある程度の精度で得られているが、成長円錐に関しては現時点までの努力ではまだ十分なものが得られなかった。その主たる理由は、成長円錐が非常に「やわらかい」構造であり、退縮が起こりやすい構造を有していること、またきわめて速い移動を行うこと、が推測された、当面は静止画像でもかなりの情報量が得られることが明らかとなり、静止画像での解析で研究を進めていくことで、成果があげられると考えられるが、リアルタイムイメージングのためには培養条件、特に温度設定を変えてある程度動きを遅くして観察することが有効ではないかとの端緒を得た。

Research Products

• [Journal Article] The Wnt/Planar Cell Polarity Pathway Component Vangl2 Induces Synapse Formation through Direct Control of N-Cadherin. (2014)
  • Author(s): Nagaoka T, Ohashi R, Inutsuka A, Sakai S, Fujisawa N, Yokoyama M, Huang YH, Igarashi M, Kishi M
  • Journal Title: Cell Rep Volume: 6 Pages: 916-27
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2014.01.044
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pioneering axons regulate neuronal polarization in the developing cerebral cortex. (2014)
  • Author(s): Namba T, Kibe Y, Funahashi Y, Nakamuta S, Takano T, Ueno T, Shimada A, Kozawa S, Okamoto M, Shimoda Y, Oda K, Wada Y, Masuda T, Sakakibara A, Igarashi M, Miyata T, Faivre-Sarrailh C, Takeuchi K, Kaibuchi K.
  • Journal Title: Neuron Volume: 81 Pages: 814-29
  • DOI: doi: 10.1016/j.neuron.2013.12.015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Calmodulin-dependent regulation of neurotransmitter release differs in subsets of neuronal cells. (2013)
  • Author(s): Ando K, Kudo Y, Aoyagi K, Ishikawa R, Igarashi M, Takahashi M
  • Journal Title: Brain Res Volume: 1535 Pages: 1-13.
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2013.08.018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Chondroitin sulphate N-acetylgalactosaminyl-transferase-1 inhibits recovery from neural injury. (2013)
  • Author(s): Takeuchi K, Yoshioka N, Higa Onaga S, Watanabe Y, Miyata S, Wada Y, Kudo C, Okada M, Ohko K, Oda K, Sato T, Yokoyama M, Matsushita N, Nakamura M, Okano H, Sakimura K, Kawano H, Kitagawa H, Igarashi M
  • Journal Title: Nat Commun Volume: 4 Pages: 2740
  • DOI: 10.1038/ncomms3740
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Point mutation in syntaxin-1A causes abnormal vesicle recycling, behaviors, and short term plasticity. (2013)
  • Author(s): Watanabe Y, Katayama N, Takeuchi K, Togano T, Itoh R, Sato M, Yamazaki M, Abe M, Sato T, Oda K, Yokoyama M, Takao K, Fukaya M, Miyakawa T, Watanabe M, Sakimura K, Manabe T, Igarashi M
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 288 Pages: 34906-19
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.504050.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] CSGalNAcT1, an Enzyme Required for Chondroitin Sulfate Synthesis, is Critical to Recovery from Neural Injury (2013)
  • Author(s): Takeuchi K, Yoshioka N, Okada M, Igarashi M
  • Organizer: Soceity for Neuroscience
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center, USA
  • Year and Date: 20131109-20131113
• [Presentation] 2. コンドロイチン硫酸合成酵素欠損マウスにおける神経発生・発達異常 (2013)
  • Author(s): 吉岡 望、比嘉 進、武内 恒成、五十嵐 道弘
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 20130912-20130914
• [Presentation] CSGalNAcT1 is Critical to Recovery from Neural Injury (2013)
  • Author(s): Igarashi M, Takeuchi K
  • Organizer: FENS Satellite Neural Inflammation
  • Place of Presentation: チェコ国立アカデミー(プラハ)、チェコ
  • Year and Date: 20130905-20130907
• [Presentation] 成長円錐におけるアクチン再編に伴う小胞輸送 (2013)
  • Author(s): 野住 素広、加藤 薫、武内 恒成、五十嵐 道弘
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
  • Year and Date: 20130621-20130623
• [Presentation] Mice lacking in chondroitin sulfate synthesizing enzymes (2013)
  • Author(s): Yoshioka N, Takeuchi K, Igarashi M
  • Organizer: International Society of Neurochemistry 2013 Glial Satellite Meeting
  • Place of Presentation: Merida, Mexico
  • Year and Date: 20130419-20130421
• [Remarks] 新潟大学医学部生化学第二
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/bc2/
• [Remarks] 新潟大学大学院医歯学総合研究科・顕微解剖学
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/an3/welcome.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] WO2013058388A1 (2013)
  • Inventor(s): Takeuchi K, Igarashi M
  • Industrial Property Rights Holder: Takeuchi K, Igarashi M
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 抗GAP43抗体
  • Filing Date: 2013-04-25