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神経回路網を構築する神経極性の形成・維持機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J03173
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関名古屋大学

研究代表者

髙野 哲也 (2016-2017)  名古屋大学, 医学系研究科, 特別研究員(PD)

高野 哲也 (2015)  名古屋大学, 医学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード神経極性 / 極性 / 軸索伸長 / Rho-kinase / RhoA / リン酸化プロテオミクス / CaMKI / 光遺伝学
研究実績の概要

神経細胞は通常1本の軸索と複数の樹状突起を有する高度に極性化した細胞である。軸索と樹状突起は共通の突起から形成されることが知られており、神経極性の破綻が破綻すると複数の軸索が形成される。そのため、1本のみの軸索が形成・維持されることが神経細胞の極性形成において極めて重要である(有村 & 貝淵, Nat. Rev. Neurousci., 2007;髙野ら, Development., 2015)。しかしながら、どのようにして共通の神経突起から 1 本の軸索と複数の樹状突起への運命決定かが制御されるのか、その分子機序は長年謎に包まれていた。そこで本研究では、1本のみの軸索形成を制御する分子機序を細胞外環境から細胞内への一連のシグナル伝達経路まで包括的に解明することを目的とした。これまでに、神経細胞が極性を獲得する際に、神経栄養因子(NT-3)に応答して軸索の末端から細胞体にかけて長距離のCa2+伝播が発生していることを見出した。この長距離Ca2+伝播は、細胞体においてCaMKI依存的にRhoAを活性化することが判った。そこで、光遺伝学的手法によりRho-kinaseを細胞体で光活性化したところ、未成熟な神経突起が急速に退縮することが判った。さらに、CaMKIの新規基質としてRhoA特異的活性化因子GEF-H1を同定した。GEF-H1はリン酸化依存的に活性化し、生体内において極性形成を制御することが明らかとなった。以上の結果から、軸索からの長距離Ca2+伝搬の下流で、CaMKI/ GEF-H1/RhoA/Rho-kinase経路が複数の軸索形成を抑制することで樹状突起への運命決定が制御されていることが初めて明らかにされた(髙野ら, Nat. Commun., 2017)。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Discovery of long-range inhibitory signaling to ensure single axon formation2017

    • 著者名/発表者名
      Takano Tetsuya、Wu Mengya、Nakamuta Shinichi、Naoki Honda、Ishizawa Naruki、Namba Takashi、Watanabe Takashi、Xu Chundi、Hamaguchi Tomonari、Yura Yoshimitsu、Amano Mutsuki、Hahn Klaus M.、Kaibuchi Kozo
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 33-33

    • DOI

      10.1038/s41467-017-00044-2

    • NAID

      120006325188

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neuronal polarization.2015

    • 著者名/発表者名
      Takano, T.; Xu, C.; Funahashi, Y.;Namba, T.;Kaibuchi, K.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 142 号: 12 ページ: 2088-2093

    • DOI

      10.1242/dev.114454

    • NAID

      40021797273

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Extracellular and Intracellular Signaling for Neuronal Polarity.2015

    • 著者名/発表者名
      Namba, T.;Funahashi, Y.; Nakamuta, S.;Xu, C.;Takano, T.;Kaibuchi, K.
    • 雑誌名

      Physiol Rev

      巻: 95 号: 3 ページ: 995-1024

    • DOI

      10.1152/physrev.00025.2014

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Radial Glial Cell-Neuron Interaction Directs Axon Formation at the Opposite Side of the Neuron from the Contact Site.2015

    • 著者名/発表者名
      Xu, C.;Funahashi, Y.;Watanabe, T.;Takano, T.;Nakamuta, S.;Namba, T.;Kaibuchi, K.
    • 雑誌名

      J NEUROSCI

      巻: 35 号: 43 ページ: 14517-14532

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1266-15.2015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Discovery of long-range inhibitory signaling to ensure single axon formation2017

    • 著者名/発表者名
      髙野哲也
    • 学会等名
      第60回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Long-Range Inhibitory Signaling Regulates Robust Neuronal Polarization2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takano
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会&第11回日本ケミカルバイオロジー学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Long-Range Inhibitory Signaling Ensures Single Axon formation2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takano, Mengya Wu, Shinichi Nakamuta, Honda Naoki, Naruki Ishizawa, Takashi Namba, Takashi Watanabe, Chundi Xu, Tomonari Hamaguchi, Yoshimitsu Yura, Mutsuki Amano, Klaus M. Hahn, Kozo Kaibuchi
    • 学会等名
      Cell Biology of the Neuron, Gordon Research Seminar
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Long-Range Inhibitory Signaling Ensures Single Axon formation2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takano
    • 学会等名
      Cell Biology of the Neuron, Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Long-Range Inhibitory Signaling Ensures Single Axon formation2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takano, Mengya Wu, Shinichi Nakamuta, Honda Naoki, Naruki Ishizawa, Takashi Namba, Takashi Watanabe, Chundi Xu, Tomonari Hamaguchi, Yoshimitsu Yura, Mutsuki Amano, Klaus M. Hahn, Kozo Kaibuchi
    • 学会等名
      Cell Biology of the Neuron, Gordon Research Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Long-Range Inhibitory Signaling Regulates Robust Neuronal Polarization2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takano, Mengya Wu, Shinichi Nakamuta, Honda Naoki, Naruki Ishizawa, Takashi Namba, Takashi Watanabe, Chundi Xu, Tomonari Hamaguchi, Yoshimitsu Yura, Mutsuki Amano, Klaus M. Hahn, Kozo Kaibuchi
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] KANPHOS (Kinase-Associated Neural PHOspho-Signaling), a comprehensive database for specific substrates of kinases.2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takano, Junichiro Yoshimoto, Takayuki Kannon, Tomoki Nishioka, Mutsuki Amano, Kozo Kaibuchi
    • 学会等名
      ASCB 20016 Meeting
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Long‐range Ca2+ signaling regulates neuronal polarization via Rho‐kinase in a CaMKI‐dependent manner2015

    • 著者名/発表者名
      N. Ishizawa, T. Takano, M. Wu, S. Nakamuta, C. Xu, T. Namba, M. Amano, K. Kaibuchi
    • 学会等名
      ASCB 2015
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Activation of RhoA/Rho-kinase by CaMKI-mediated phosphorylation of GEF-H1 regulates neuronal polarization2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takano, Shinichi Nakamuta, Mengya Wu, Naruki Ishizawa, Chundi XuTakashi Namba, Mutsuki Amano and Kozo Kaibuchi
    • 学会等名
      第58回日本神経化学大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティー (埼玉県・大宮市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] CaMKIによるリン酸化依存的にRho-kinaseは神経細胞の極性維持を制御する2015

    • 著者名/発表者名
      髙野 哲也 、中牟田 信一、石澤 成樹 、Chundi Xu、難波 隆志、天野 睦紀 、貝淵 弘三
    • 学会等名
      第38回日本神経科学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場、コンベンションセンター (兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Long-range Ca2+ signaling regulates neuronal polarization via Rho-kinase in a CaMKI-dependent manner2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Takano, Shinichi Nakamuta, Mengya Wu, Naruki Ishizawa, Chundi XuTakashi Namba, Mutsuki Amano and Kozo Kaibuchi
    • 学会等名
      Developmental Neutobiology Course 2015
    • 発表場所
      OIST (沖縄県・恩納村)
    • 年月日
      2015-07-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学医学系研究科、神経情報薬理学講座

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/Yakuri/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2015 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学医学研究科、神経情報薬理学講座

    • URL

      https://www.med.nagoya-u.ac.jp/Yakuri/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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