膜輸送と細胞骨格編成を統合した神経突起伸展・軸索ガイダンス機構の解析

• 研究課題/領域番号: 23300134
• 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: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 中村 岳史 東京理科大学, 生命医科学研究所, 教授 (60362604)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 20,150千円 (直接経費: 15,500千円、間接経費: 4,650千円); 2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2011年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: 神経突起伸展 / 小胞輸送 / FRET / Rab / Rho / シグナル伝達 / G蛋白質 / 膜輸送 / TC10 / Rab35 / Rabファミリー

研究概要

神経細胞の伸展制御の実体は骨格再編成と膜制御である。特に膜制御に焦点をあてキー分子の活性を可視化して基本要素の解明を行った。cAMPによる突起伸展ではcAMP→PKA→STEF→Rac1が中心的に働き、先端部でのRac1とCdc42の局所活性化が制御の最小要素である。海馬細胞の極性形成では最長の突起先端でのみRap1が活性化し下流でPI3K、RalA、Nore1Aが働く。小胞上のTC10の不活性化がExo70乖離を介してRab11小胞の細胞膜融合を促進し伸展を正に制御する。突起伸展を促進するRab35のセンサーを開発した。突起先端部の細胞膜でのRab35活性は細胞体の細胞膜での活性よりも高い。

研究成果

• [雑誌論文] neurite-specific activation of Rap1B in hippocampal neurons contributes to polarity formation through RalA and Nore1A in addition to PI3-kinase (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Yasuda S, Nagai H, Koinuma S, Morishita S, Goto A, Kinashi T, and Wada N. Longest
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 18 ページ: 1020-1031
  • 査読あり
• [雑誌論文] GTP hydrolysis of TC10 promotes neurite outgrowth through exocytic fusion of Rab11- and L1-containing vesicles by releasing exocyst component Exo70 (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujita A, Koinuma S, Yasuda S, Nagai H, Kamiguchi H, Wada N, Nakamura T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Longest neurite-specific activation of Rap1B in hippocampal neurons contributes to polarity formation through RalA and Nore1A in addition to PI3-kinase. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T, Yasuda S, Nagai H, Koinuma S, Morishita S, Goto A, Kinashi T, Wada N.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 18(11) 号: 11 ページ: 1020-31
  • DOI: 10.1111/gtc.12097
  • 査読あり
• [雑誌論文] GTP hydrolysis of TC10 promotes neurite outgrowth through exocytic fusion of Rab11- and L1-containing vesicles by releasing exocyst component Exo70. (2013)
  • 著者名/発表者名: 2. Fujita, A., Koinuma, S., Yasuda, S., Nagai, H., Kamiguchi, H., Wada, N., and Nakamura, T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 11 ページ: 9593-9601
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0079689
  • 査読あり
• [雑誌論文] All members of the EPI64 subfamily of TBC/RabGAPs also have GAP activities toward Ras (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Nagai
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 153 号: 3 ページ: 283-288
  • DOI: 10.1093/jb/mvs147
  • 査読あり
• [雑誌論文] 化学とゲノム医学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田さや香
  • 雑誌名: 化学と教育 巻: 61 ページ: 116-119
• [雑誌論文] All members of the EPI64 subfamily of TBC/RabGAPs also have GAP activities toward Ras (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagai H, Yasuda S, Ohba Y, Fukuda M and Nakamura T
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 153 ページ: 283-288
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evidence of SHIP2 S132 phosphorylation, its nuclear localization and stability (2011)
  • 著者名/発表者名: Edimo W. E, Derua R, Janssens V, Nakamura T, Vanderwinden J.-M, Waelkens E and Erneux C
  • 雑誌名: Biochem. J. 巻: 439 ページ: 391-401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of STEF by protein kinase A is critical for Rac1 activation and neurite outgrowth in dbcAMP-treated PC12D cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto A, Hoshino M, Matsuda M and Nakamura T
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 22 ページ: 1780-1790
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of STEF by protein kinase A is critical for Rac1 activation and neurite outgrowth in dbcAMP-treated PC12D cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto, et al
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 巻: 22 ページ: 1780-1790
  • 査読あり
• [雑誌論文] dence of SHIP2 S132 phosphorylation, its nuclear localization and stabil (2011)
  • 著者名/発表者名: Edimo, et al
  • 雑誌名: Biochem.J. 巻: 439 ページ: 391-401
  • 査読あり
• [学会発表] 膜輸送を制御するシグナルの動態を可視化する (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史
  • 学会等名: 第8回スフィンゴテラピィ研究会
  • 発表場所: 石川
  • 招待講演
• [学会発表] Rho ファミリーG 蛋白質TC10 は細胞膜近くでGDP 型に変わってExo70 と脱離することにより,小胞のエキソサイトーシスを促進し神経突起伸展に働く (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, 藤田明音, 鯉沼真吾, 安田さや香, 永井寛之, 上口裕之, 和田直之
  • 学会等名: 第22回バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] TBC/RabGAP のEPI64 サブファミリーの全てのメンバーはRas に対するGAP 活性を有する (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田さや香, 永井寛之, 大場雄介, 福田光則, 中村岳史
  • 学会等名: 第22回バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Rho ファミリーG 蛋白質による細胞形態形成の定量数理モデル (2013)
  • 著者名/発表者名: 作村諭一, 田中大河, 池田和司, 中村岳史
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] RhoファミリーG 蛋白質TC10 は細胞膜近傍でのGTP 加水分解により小胞の細胞膜融合と突起伸展を促進する (2013)
  • 著者名/発表者名: 鯉沼真吾, 藤田明音, 安田さや香, 永井寛之, 上口裕之, 和田直之, 中村岳史
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] RhoファミリーG蛋白質TC10は細胞膜近傍でのGTP加水分解により小胞の細胞膜融合と突起伸展を促進する (2013)
  • 著者名/発表者名: 1. 鯉沼真吾、藤田明音、安田さや香、永井寛之、上口裕之、和田直之、中村岳史
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] RhoファミリーG蛋白質のひとつであるTC10のGTP加水分解は、Rab11とL1を含む小胞のエキソサイトーシスを介して神経突起伸展を促進する (2013)
  • 著者名/発表者名: 6. 藤田明音、鯉沼真吾、安田さや香、永井寛之、上口裕之、和田直之、中村岳史
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 神経突起伸展過程におけるRab35の時空間的活性変化の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 7. 永井寛之、石堂奈々子、安田さや香、小林穂高、福田光則、中村岳史
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 力学過程を介した細胞形態制御の定量数理モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中大河, ほか
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] A role of the Rac1-TC10 axis in neurite outgrowth (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T.
  • 学会等名: 日米脳科学セミナー Growth cones and axon regeneration : Entering the age of informatics
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 招待講演
• [学会発表] A role of the Rac1-TC10 axis in neurite outgrowth (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Fujita, A., Matsuda, M, and Wada, N
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 招待講演
• [学会発表] RhoGTPase による細胞形態制御の数理モデル- 定量データと力の導入 (2012)
  • 著者名/発表者名: 作村諭一, 田中大河, 池田和司, 中村岳史
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 姫路
  • 招待講演
• [学会発表] 神経突起伸展過程におけるRab35 の時空間的活性変化の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永井寛之, 石堂奈々子, 安田さや香, 小林穂高, 福田光則, 中村岳史
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] RhoファミリーG 蛋白質のひとつであるTC10 のGTP 加水分解は,Rab11 とL1 を含む小胞のエキソサイトーシスを介して神経突起伸展を促進する (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤田明音, 鯉沼真吾, 安田さや香, 永井寛之, 上口裕之, 和田直之, 中村岳史
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] エンドソーム成熟とオートファジーに関わるRab7 の活性可視化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田さや香, 大西悠希, 藤田明音, 川崎司人, 和田直之, 和栗聡, Giampietro Schiavo, 福田光則, 中村岳史
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] A role of the Rac1-TC10 axis in neurite outgrowth (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, A., Koinuma, S., Yasuda, S, Nagai, H., Wada, N., Nakamura, T
  • 学会等名: 2012 ASCB annual meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
• [学会発表] マクロピノサイトーシスにおけるRab5 の活性制御の解析. (2012)
  • 著者名/発表者名: 安田さや香, 川崎司人, 大西悠希, 中村岳史
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] 神経突起伸展におけるRab35 の活性変化と小胞動態の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石堂奈々子, 永井寛之, 小林穂高, 新井孝夫, 服部成介, 松田道行, 福田光則, 中村岳史
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] Analysis of Rab35 function in neurite outgrowth using FRET biosensors (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishido, N., Nagai, H., Kobayashi, H., Arai, T., Fukuda, M., and Nakamura, T
  • 学会等名: SfN2012
  • 発表場所: New Orleans, USA
• [学会発表] The Rho family GTPase TC10 is implicated in neurite outgrowth through membrane addition (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, A., Koinuma, S., Nagai, H., Yasuda, S., Wada, N., and Nakamura, T
  • 学会等名: 第56回神経化学会大会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] FRET センサーを使った神経突起伸展におけるRab35 の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 永井寛之, 石堂奈々子, 小林穂高, 新井孝夫, 服部成介, 松田道行, 福田光則, 中村岳史
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] マクロピノサイトーシスにおけるRab5 の活性制御の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大西悠希, 川崎司人, 安田さや香, 新井孝夫, 中村岳史
  • 学会等名: 日本バイオイメージング学会第21回大会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 細胞形態の定量化のためのShape Contextの応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中平悠太, 作村諭一, 中村岳史, 池田和司
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] T 力学過程を介した細胞形態制御の定量数理モデル (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中大河, 中村岳史, 池田和司, 作村諭一
  • 学会等名: 2012年電子情報通信学会総合大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] A role of the Rac1-TC10 axis in neurite outgrowth (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史
  • 学会等名: 日米脳科学セミナー Growth cones and axon regeneration: Entering the age of informatics
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 招待講演
• [学会発表] RhoGTPaseによる細胞形態制御の数理モデル- 定量データと力の導入 (2012)
  • 著者名/発表者名: 作村諭一
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 姫路
  • 招待講演
• [学会発表] 神経突起伸展におけるRab35の活性変化と小胞動態の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石堂奈々子
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] FRETイメージングによる神経突起伸展制御機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, ほか
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー・包括脳ネットワーク研究会第2回神経科学と構造生物学の融合
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2011-11-21
• [学会発表] cAMPによるRac1活性化と神経突起伸展はPKAによるSTEFリン酸化を介する (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, ほか
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] The molecular mechanism of cAMP-induced neurite outgrowth (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, et al
  • 学会等名: EMBO workshop : Cell Biology of the Neuron.Polarity, Plasticity and Regeneration
  • 発表場所: Heraklion, Greece
  • 年月日: 2011-05-08
• [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: BIT's 2nd World DNA and Genome Day
  • 発表場所: Dalian, China
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] FRET イメージングによる神経突起伸展制御機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー・包括脳ネットワーク研究会第2回神経科学と構造生物学の融合
  • 発表場所: 岡崎
  • 招待講演
• [学会発表] cAMP によるRac1 活性化と神経突起伸展はPKA によるSTEF リン酸化を介する (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村岳史, 後藤明弘, 星野幹雄, 松田道行
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 招待講演
• [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, T
  • 学会等名: BIT's 2nd World DNA and Genome Day
  • 発表場所: Dalian, China
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of rab35 function in neurite outgrowth using FRET biosensors (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishido, N.., Nagai, H., Kobayashi, H., Sako, Y., Arai, T., Hattori, S., Matsuda, M., Fukuda, M., and Nakamura, T
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] A novel mode of neuritogenesis regulation : a spatiotemporal change of Rab35 activity during nerve growth factor-induced neurite outgrowth (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Ishido, N, Obata,Y., Kobayashi, H., Yasuda, S., Koizumi, H., Arai, T., Fukuda, M., and Matsuda, M
  • 学会等名: The 30th NAITO Conference on Membrane Dynamics and Lipid Biology (II)
  • 発表場所: Sapporo
• [学会発表] Develpoment of genetically-encoded FRET biosensors for Rab35 (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishido, N.., Kobayashi, H., Sako, Y., Arai, T., Hattori, S., Matsuda, M., Fukuda, M., and Nakamura, T
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] The molecular mechanism of cAMP-induced neurite outgrowth (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Goto, A., Hoshino, M., and Matsuda, M
  • 学会等名: EMBO workshop : Cell Biology of the Neuron. Polarity, Plasticity and Regeneration
  • 発表場所: Heraklion, Greece
• [図書] 化学とゲノム医学,化学と教育 (2013)
  • 著者名/発表者名: 安田さや香, 中村岳史
• [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