神経突起伸展・成長円錐ガイダンスのFRETイメージングによる解析

• 研究課題/領域番号: 20500336
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中村 岳史 京都大学, 生命科学研究所, 教授 (60362604)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2009年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 細胞内情報伝達 / シグナル伝達 / 神経科学 / 細胞・組織 / 蛋白質

研究概要

cAMPにより誘導される神経突起伸展機構のうち、ほとんど明らかになっていなかったcAMPから細胞骨格を直接制御する経路について、PKA-STEF-Rac1が主要な因子として働いていることを見出した。また、NGFによる神経突起伸展制御の機構と、今回明らかになったcAMPによる機構を比較することにより、突起先端部での局所的なRac1とCdc42の活性化が神経突起伸展の最小基本要素であるという作業仮説を立てるに至った。また軸索極性形成におけるRap1Bのinstructiveな役割を明らかにするとともにその下流のシグナル経路を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphorylation of STEF by protein kinase A is critical for Rac1 activation and neurite outgrowth in dbcAMP-treated PC12D (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto A, Hoshino M, Matsuda M, Nakamura T
  • 雑誌名: cells.Mol.Biol.Cell 22 ページ: 1780-1790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal regulation of small GTPases as revealed by probes based on the principle of Forster resonance energy transfer (FRET) : implications for signaling and pharmacology. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiyokawa E, Aoki K, Nakamura T, Matsuda M
  • 雑誌名: Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol. 51 ページ: 337-358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatiotemporal regulation of small GTPases as revealed by probes based on the principle of Forster resonance energy transfer (FRET) : implications for signaling and pharmacology. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiyokawa, et al.
  • 雑誌名: Ann.Rev.Pharmacol.Toxicol. 巻: 51 ページ: 337-358
• [雑誌論文] mNUDC is required for plus-end directed transport of cytoplasmic dynein and dynactins by kinesin-1. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada M, Yoshida Y, Mori D, Takitou T, Nakamura T, Atsuko H, Iwane AH, Yanagida T, Yu-Lee L, Wynshaw-Boris A, Hirotsune S
  • 雑誌名: EMBO J. 29 ページ: 517-531
  • 査読あり
• [雑誌論文] mNUDC is required for plus-end directed transport of cytoplasmic ?dynein and dynactins by kinesin-1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada, et al.
  • 雑誌名: EMBO J. 29 ページ: 517-531
  • 査読あり
• [雑誌論文] A clathrin-dependent pathway leads to KRas signalling on late endosomes en route to (2009)
  • 著者名/発表者名: Lu A, Tebar F, Alvarez-Moya B, Lopez-Alcala C, Caivo M, Enrich C, Agell N, Nakamura T, Matsuda M, Bachs O
  • 雑誌名: lysosomes.J.Cell Biol. 184 ページ: 863-879
  • 査読あり
• [雑誌論文] 貪食過程における低分子量G蛋白質Rac1とRab5の活性変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史、北野正寛、中矢道雄、長田重一、松田道行
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 54 ページ: 1114-1118
• [雑誌論文] A clathrin-dependent pathway leads to KRas signalling on late ?endosomes en route to lysosomes (2009)
  • 著者名/発表者名: Lu, et al.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 184 ページ: 863-879
  • 査読あり
• [雑誌論文] 貪食過程における低分子量G蛋白質Rac1とRab5の活性変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, ほか4名
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 54 ページ: 1114-1118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of local morphodynamics and local GTPase activity by edge evolution tracking. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukada Y, Aoki K, Nakamura T, Sakumura Y, Matsuda M, Ishi S
  • 雑誌名: PLoS Comp.Biol. 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] A unique role of Lis1 for plus-end tracking of cytoplasmic dynein using microtubules as a freighter. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada M., Toba S, Yoshida Y, Haratani K, Mori D, Yano Y, Mimori-Kiyosue Y, Nakamura T, Sakata-Sogawa K, Tokunaga M, Ito K, Fushuki S, Setou M, Wynshaw-Boris A, Toyoshima YY, Hirotsune S
  • 雑誌名: EMBO J. 27 ページ: 2471-2483
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of growth signal transduction cascades in living cells with genetically encoded probes based on Forster resonance energy transfer. (2008)
  • 著者名/発表者名: Aoki K, Kiyokawa E, Nakamura T, Matsuda M
  • 雑誌名: Philos.Trans.R.Soc.London.B.Biol.Sci. 363 ページ: 2143-2151
• [雑誌論文] Imaging of Rab5 activity identifies essential regulators for phagosome maturation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kitano M, Nakaya M, Nakamura T, Nagata S, Matsuda M
  • 雑誌名: Nature 453 ページ: 241-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] FRETプローブによる細胞内シグナル伝達のリアルタイムイメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史、北野正寛、青木一洋、松田道行
  • 雑誌名: 実験医学 26 ページ: 2692-2698
• [雑誌論文] Imaging of Rab5 activity identifies essential regulators for phagosome maturation (2008)
  • 著者名/発表者名: Kitano, et al.
  • 雑誌名: Nature 453 ページ: 241-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of growth signal transduction cascades in living cells with genetically encoded probes based on Forster resonance energy transfer (2008)
  • 著者名/発表者名: Aoki, et al.
  • 雑誌名: Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 363 ページ: 2143-2151
• [雑誌論文] A unique role of Lisl for plus-end tracking of cytoplasmic dynein using microtubules as a freighter (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamada, et al.
  • 雑誌名: EMBO J. 27 ページ: 2471-2483
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of local morphodynamics and local GTPase activity by edge evolution tracking (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsukada, et al.
  • 雑誌名: PLoS Comp. Biol. 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] FRETプローブによる細胞内シグナル伝達のリアルタイムイメージング (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, ほか2名
  • 雑誌名: 実験医学 26 ページ: 2692-2698
• [学会発表] The end of 35-year quest has come by FRET imaging-the molecular mechanism of cAMP-induced neurite outgrowth (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, et al.
  • 学会等名: 2^<nd> international symposium on photonicbioimaging
  • 発表場所: Niseko
  • 年月日: 2011-02-08
• [学会発表] dbcAMP-induced Rac1 activation is mediated by Rac1-specific GEF regulated by PKA (2010)
  • 著者名/発表者名: Goto, et al.
  • 学会等名: 40^<th> Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2010-11-15
• [学会発表] FRETバイオセンサーと小胞輸送研究への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史、松田道行
  • 学会等名: 日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] FRETバイオセンサーと小胞輸送研究への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史、松田道行
  • 学会等名: 日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 日吉
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] PC12D細胞における、 dbcAMP及びNGFによって誘導される神経突起形成のシグナル伝達経路のFRETを用いた解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘, ほか3名
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会、第53回日本神経化学会大会、第20回日本神経回路学会大会合同年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] dbcAMP-induced Rac1 activation is mediated by Rac1-specific GEF regulated by PKA. (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘, ほか
  • 学会等名: Neuroscience 2010 (SfN annual meeting)
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] 軸索極性形成におけるRap1Bの役割の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, ほか
  • 学会等名: 第33回日本神経科学大会、第53回日本神経化学会大会、第20回日本神経回路学会大会合同年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Differences in signaling mechanism and morphological change between dbcAMP- and NGF-induced neuritogenesis in PC12D cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Goto, et al.
  • 学会等名: 39^<th> Society for Neuroscience Annual Meeting
  • 発表場所: シカゴ,米国
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] Differences in signaling mechanism and morphological change between ?dbcAMP- and NGF-induced neuritogenesis in PC12D cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Goto, et al.
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] dbcAMP及びNGFによって誘導される神経突起形成のPC12D細胞におけるシグナル伝達と形態変化の違い (2009)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘, ほか
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] cAMP刺激によるPC12D細胞の神経突起伸展過程におけるシグナル分子のFRETを用いた解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘, ほか2名
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Imaging of Rab5 activity identifies essential regulators for phagosome maturation (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, ほか
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会大会合同年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] Imaging of Rab5 activity identifies essential regulators for phagosome maturation (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, et al.
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-09
• [学会発表] An essential role for the SHIP2-dependent negative feedback loop in neuritogenesis of nerve growth factor-stimulated PC12 cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, et al.
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-10
• [学会発表] cAMP刺激によるPC12D細胞の神経突起伸展過程におけるシグナル分子のFRET を用いた解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 後藤明弘, ほか
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] In and out by FRET imaging (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史
  • 学会等名: 視る生物学3-イメージングの挑戦-
  • 発表場所: 奈良
• [学会発表] An essential role for the SHIP2-dependent negative feedback loop in neuritogenesis of nerve growth factor-stimulated PC12 cells. (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, ほか
  • 学会等名: 第31回日本神経科学大会
  • 発表場所: 東京
• [図書] Biosensors for Health, Environment and Biosecurity (How to make FRET biosensors for Rab family GTPases. ISBN 978-953-307-155-8) (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishido N, Kobayashi H, Arai T, Sako Y, Nagai T, Fukuda M, Nakamura T
  • 出版者: InTech
• [図書] How to make FRET biosensors for Rab family GTPases in Biosensors for Health Environment and Biosecurity (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishido, et al.
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: InTech
• [図書] Current Protocols in Cell Biology (Bonifacino JS, Dasso M, Harford J B, Lippincott-Schwartz J, Yamada KM eds,)(in vivo imaging of signal transduction cascades with probes based on Forster Resonance Energy Transfer. Hoboken Chapter 14: Unit 14.10.) (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Matsuda M
  • 出版者: John Wiley & Sons
• [図書] In vivo imaging of signal transduction cascades with probes based on Forster resonance energy transfer (FRET) in Current Protocol in Cell Biology (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, Matsuda
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: John Wiley & Sons, Hoboken
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.rs.noda.tus.ac.jp/~ribsnlab/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.rs.noda.tus.ac.jp/~ribsnlab/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.path1.med.kyoto-u.ac.jp/mm/