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Rhoファミリーによる神経細胞の形態制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 13480236
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 細胞生物学
研究機関名古屋大学

研究代表者

貝淵 弘三  名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00169377)

研究期間 (年度) 2001 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
17,800千円 (直接経費: 17,800千円)
2002年度: 7,700千円 (直接経費: 7,700千円)
2001年度: 10,100千円 (直接経費: 10,100千円)
キーワード神経細胞 / Rho / Rho-キナーゼ / CRMP-2 / 微小管 / Numb / LARG / IQGAP1 / microtubules
研究概要

Rhoファミリーは、細胞外シグナルの下流で細胞骨格や接着、細胞極性、細胞運動などを制御していると考えられているが、作用機構は長らく不明であった。我々はRhoファミリーの一つであるRhoの標的蛋白質としてRho-キナーゼを見出している。また、Rho-キナーゼの基質としてCRMP-2を同定している。CRMP-2が神経細胞の極性形成および維持に重要な役割を果たすことを示している。本研究の目的は、CRMP-2を手掛りとしてRhファミリーによる神経細胞の形態制御機構を分子レベルで解明することである。具体的には、(1)CRMP-2による軸索運命決定作用を分子レベルで明らかにする。(2)Rhoファミリーによる神経細胞の形態制御機構を分子レベルで解析する。(3)個体レベルで神経細胞の形態制御機構を解明する。
本研究でCRMP-2の作用機構を明らかにする目的で、CRMP-2に特異的に結合する分子としてチュブリン、Numb、Rhoの活性制御因子(LARG)を同定した。(1)CRMP-2がチュブリンヘテロダイマーに結合し、微小管の重合能を高めることを明らかにした。また、CRMP-2がNumbを介してエンドサイトーシスを調節し、軸索伸長を制御することを見出した。(2)Rho-キナゼによりリン酸化されたCRMP-2はチュブリンヘテロダイマーへの結合能が低下することを見出した。また、CRMP-2がLARGの活性をネガティブに制御することで、Rho/Rho-キナゼ経路に抑制的に働くことを示唆した。さらに、Rac1/Cdc42による細胞極性機構を解明するために、それらの標的蛋白質1QGAP1結合蛋白質を探索したところ、CLIP-170を同定した。CLIP-170は微小管のプラス端に濃縮し、特定の細胞表層を認識し、微小管を配向、アンカーさせる分子である。さらに、Rac1/Cdc42、IQGAP1及びCLIP-170による微小管の細胞表層での捕捉機構を明らかにした。(3)線虫のCRMP-2ホモログであるunc-33の機能解析を試みた結果、UNC-33が神経特異的に局在することが明らかになった。これらの結果から、CRMP-2を中心とした解析により、Rhoファミリーによる神経細胞の形態制御機構の一部が解明されたと考えられる。従って、私共の研究計画はほぼ達成されたものと考えられる。

報告書

(3件)
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  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

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  • [文献書誌] Katoh K., et al.: "Rho-kinase-mediated contraction of isolated stress fibers"J.Cell Biol.. 153. 569-584 (2001)

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  • [文献書誌] Nakagawa M., et al.: "Recruitment and activation of Rac 1 by the formation of E-cadherin-mediated cell-cell adhesion sites"J.Cell.Sci.. 114. 1826-1838 (2001)

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  • [文献書誌] Sugimoto N., et al.: "IQGAP1,a negative regulator of cell-cell adhesion, is upregulated by gene amplification at 15q26 in gastric cancer cell lines HSC39 and 40A"J.Hum.Genet.. 46. 21-25 (2001)

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  • [文献書誌] Mukai Y., et al.: "Involvement of Rho-kinase in hypertensive vascular disease : a novel therapeutic target in hypertension"FASEB J.. 15. 1062-1064 (2001)

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  • [文献書誌] Morishige K., et al.: "Adenovirus-mediated transfer of dominant-negative rho-kinase induces a regression of coronary arteriosclerosis in pigs in vivo"Arterioscler Thromb.Vasc.Biol.. 21. 548-554 (2001)

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  • [文献書誌] Shah V., et al.: "Cytoskeletal organization in tropomyosin-mediated reversion of ras-transformation : Evidence for Rho kinase pathway"Oncogene. 20. 2112-2121 (2001)

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  • [文献書誌] Szaszi K., et al.: "Role of the cytoskeleton in mediating cAMP-dependent protein kinase inhibition of the epithelial Na+/H+ exchanger NHE3"J.Biol.Chem.. 276. 40761-40768 (2001)

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  • [文献書誌] Shimokawa H., et al.: "Long-term inhibition of Rho-kinase induces a regression of arteriosclerotic coronary lesions in a porcine model in vivo"Cardiovasc.Res.. 51. 169-177 (2001)

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  • [文献書誌] Fukata M., et al.: "Rho-family GTPases in cadherin-mediated cell-cell adhesion"Nature Rev.Mol.Cell Biol.. 2. 887-897 (2001)

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  • [文献書誌] Kataoka C., et al.: "Important role of Rho-kinase in the pathogenesis of cardiovascular inflammation and remodeling induced by long-term blockade of nitric oxide synthesis in rats"Hypertension. 39. 245-250 (2002)

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  • [文献書誌] Katoh K., et al.: "Rho-kinase-mediated contraction of isolated stress fibers"J.Cell Biol.. 153. 569-584 (2001)

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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