細胞の極性形成に関与する分子を欠失したマウスの作成とその分子細胞生物学的解析

• 研究課題/領域番号: 14370003
• 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: 解剖学一般(含組織学・発生学)
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 原田 彰宏 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (40251441)
• 研究分担者: 林 謙介 群馬大学, 生体調節研究所, 助教授 (50218567)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 13,100千円 (直接経費: 13,100千円); 2004年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円); 2003年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 2002年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
• キーワード: 選別輸送 / 細胞極性 / 上皮細胞 / 神経細胞 / Cre-loxP / gene targeting / rab蛋白 / SNARE蛋白 / TGN / rab / SNARE / ノックアウトマウス / Cre / loxP

研究概要

細胞の極性は上皮細胞や神経細胞の機能に重要な役割を持つ。これらの細胞内で合成された分泌蛋白や膜蛋白はTGN(トランスゴルジネットワーク)等においてapicalやbasolateralに行く輸送小胞に分配、濃縮された後、目的地に運ばれてその役割を果たす。この一連の方向性を持った輸送を選別輸送と呼ぶ。近年、細胞の選別輸送に関わる分子(例えば、低分子量GTP結合蛋白質であるrab蛋白や、SNARE蛋白等)が知られてきたが、これらの蛋白の組織や個体における役割は明らかでなかった。
そこで本研究では、gene targeting法を用いて、これらの分子(具体的にはrab8a,bやsyntaxin3、VAMP7等)の欠失マウスを作成し、その細胞の極性の形成、維持が正常に行われるか、器官形成にどのような影響を及ぼすかを解明しようとした。これらの遺伝子を欠失したマウスは発生に異常を来し、胎生致死になる可能性があるため、Cre-loxPシステムを用いた組織、時期特異的gene targetingを行った。
当該研究期間内に、rab8a、syntaxin3、VAMP7の欠失マウスの作成は終了し、現在これら欠失マウスの表現型の解析を行っている所であるが、rab8a欠失マウスについては少なくとも生きて生まれてくるため、rab8aは組織形成には必須ではないと考えられる。更に当該研究期間内に神経の選別輸送に重要と考えられるadaptor proteinである、AP3Bの欠失マウスの形態学的解析を行い、これらのマウスにおいてinhibitory synapseのsynaptic vesicleの大きさに異常を来し、痙攣発作をおこすことを解明した。さらに神経の極性形成について研究を行い、樹状突起から軸索が形成できることや、抑制性神経では極性の形成が遅れること等を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Gem GTPase and tau : morphological changes induced by gem GTPase in cho cells are antagonized by tau (2004)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Oyama
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 279 ページ: 27272-27277
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Defective function of GABA-containing synaptic vesicles in mice lacking the AP-3B clathrin adaptor (2004)
  • 著者名/発表者名: Fubito Nakatsu
  • 雑誌名: The Journal of Cell Biology 167 ページ: 293-302
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Gem GTPase and tau : morphological changes induced by gem GTPase in cho cells are antagonized by tau. (2004)
  • 著者名/発表者名: Oyama F, Kotliarova S, Harada A, Ito M, Miyazaki H, Ueyama Y, Hirokawa N, Nukina N, Ihara Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279(26) ページ: 27272-27277
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Defective function of GABA-containing synaptic vesicles in mice lacking the AP-3B clathrin adaptor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakatsu F, Okada M, Mori F, Kumazawa N, Iwasa H, Zhu G, Kasagi Y, Kamiya H, Harada A, Nishimura K, Takeuchi A, Miyazaki T, Watanabe M, Yuasa S, Manabe T, Wakabayashi K, Kaneko S, Saito T, Ohno H.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 167(2) ページ: 293-302
  • NAID: 120004898419
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Defective function of GABA-containing synaptic vesicles in mice lacking the AP-3B clathrin adaptor (2004)
  • 著者名/発表者名: Fubito Nakatsu
  • 雑誌名: The Journal of Cell Biology 167・2 ページ: 293-302
• [雑誌論文] Gem GTPase and tau : morphological changes induced by gem GTPase in cho cells are antagonized by tau (2004)
  • 著者名/発表者名: Fumitaka Oyama
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 279・26 ページ: 27272-27277
• [雑誌論文] TDAG8 is a proton-sensing and psychosine-sensitive G-protein-coupled receptor (2004)
  • 著者名/発表者名: Ju-Qiang Wang
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 279・44 ページ: 45626-45633
• [雑誌論文] Inhibitory neurons from fetal rat cerebral cortex exert delayed axon formation and active migration in vitro. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Hayashi
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 116 ページ: 4419-4428
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory neurons from fetal rat cerebral cortex exert delayed axon formation and active migration in vitro. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Kawai-Hirai R, Harada A, Takata K.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 116(21) ページ: 4419-4428
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] MAP2 is required for dendrite elongation, PKA anchoring in dendrites, and proper PKA signal transduction. (2002)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Harada
  • 雑誌名: The Journal of Cell Biology 158 ページ: 541-549
  • NAID: 120004898415
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Reversal of neuronal polarity characterized by conversion of dendrites into axons in neonatal rat cortical neurons in vitro. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Hayashi
  • 雑誌名: Neuroscience 110 ページ: 7-17
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] MAP2 is required for dendritic elongation, PKA anchoring in dendrites, and proper PKA signal transduction. (2002)
  • 著者名/発表者名: Harada A, Teng J, Takei Y, Oguchi K, Hirokawa N.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 158(3) ページ: 541-549
  • NAID: 120004898415
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Reversal of neuronal polarity characterized by conversion of dendrites into axons in neonatal rat cortical neurons in vitro. (2002)
  • 著者名/発表者名: Hayashi K, Kawai-Hirai R, Ishikawa K, Takata K.
  • 雑誌名: Neuroscience 110(1) ページ: 7-17
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kensuke Hayashi: "Inhibitory neurons from fetal rat cerebral cortex exert delayed axon formation and active migration in vitro."Journal of Cell Science. 116・21. 4419-4428 (2003)
• [文献書誌] Takashi Sato: "Localization of cAMP-dependent protein kinase in the actin and microtubule cytoskeletons in mouse hippocampal neurons"Neuroscience Letters. 325・2. 83-86 (2002)
• [文献書誌] Akihiro Harada: "MAP2 is required for dendrite elongation, PKA anchoring in dendrites, and proper PKA signal transduction"Journal of Cell Biology. 158・3. 541-549 (2002)
• [文献書誌] Kensuke Hayashi: "Reversal of neuronal polarity characterized by conversion of dendrites into axons in neonatal rat cortical neurons in vitro"Neuroscience. 110・1. 7-17 (2002)