成長円錐からシナプスへの機能分化に伴うアクティブゾーン分子構築の発達の解析…小胞融合関連分子と細胞接着分子の免疫組織化学的解析を中心として…

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07808086
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 溝口 明 京都大学, 医学研究科, 助教授 (90181916)
• キーワード: 神経再生 / 神経成長円錐 / シナプス形成 / アクティブゾーン / シナプス小胞 / 膜融合 / 細胞接着分子

研究概要

神経の発生・再生過程では、神経成長円錐は標的細胞に向かって伸長し、標的細胞に到達し、そこで高度な神経伝達機能を備えたシナプスを形成する。完成したプレシナプスのアクティブゾーンにおいて、少なくともN型電位依存生Ca2+チャネル、シンタキシン、ニューレキシン、シナプトブレビン、シナプトタグミン、Rab3AおよびRabphilinが分子複合体を形成しており、この分子構築のシナプス形成に伴う発達過程を分子レベルで解析することが本研究の目的である。平成8年度の研究経過で新しく得られた知見は以下の通りである。
1)成長円錐と種々の形成段階のことが知られているシナプス小胞膜融合関連分子と細胞接着物質の消長および機能的局在を解析した。まず成長円錐では、シンタキシン、シナプトブレビン、SNAP25、シナプトタグミン、Rab3AおよびRabphilinが存在した。しかもシンタキシンを阻害するボツリヌス毒素C、シナプトブレビンを阻害するテタヌス毒素、およびSNAP25を阻害するボツリヌス毒素Eを成長円錐に作用させると、成長円錐の伸長が抑制された。このことから、シナプスのアクティブゾーンにおいて開口分泌に関与する分子群が、成長円錐における表面形質膜の拡大機構にも関与することが示唆された。
2)成長円錐にcキナーゼd,e,zおよびインテグリンα6β4,α5β1の局在が認められた。
3)GFP(グリーンフルオレッセントプロテイン)により、神経細胞が生きたままの状態で成長円錐を可視化することに成功した。

研究成果

• [文献書誌] Matstani,M.,Mizoguchi,A.,Arii,T.,Iwasaki,T.,and ide.C.: "Localization of protein kinase C a.b and g-subspecies in sensory axon terminals of the rat muscle spindle." J.Neurocytol.23. 811-819 (1994)
• [文献書誌] Okajima,S.,Mizoguchi,A.,Hirasawa,Y.,and lde.C.: "The distribution of protein kinase C(a.b.g subtypes)in the regenerating growth cone." Neuroscience.66. 645-654 (1995)
• [文献書誌] Shibuya,Y.,Mizoguchi,A.,Takeichi,M.,Shimada,K.,and lde.C.: "Localization of N-cadherin in the normal and regenerating nerve fibers of the chicken peripheral nervous system." Neuroscience.67. 253-261 (1995)
• [文献書誌] Kawano S.et al.: "Immunocytochemical Distribution of Ca^<2+>-independent Protein kinase C Subtypes(δ,ε,andζ)in Regenerating Axonal Growth Gonos of Rat Perioleral Nerue" Neuroscience. (in press).
• [文献書誌] Akagi,S.et al.: "Localization of Synapsin I in normal and regenerating axonal sprouts of the rat sciatic nerve." Histochemistry.(in press).
• [文献書誌] Uehara K.,: "Localization of Synaptotagmin in the regenerating Sprouts emanatry from the nodes of Ranvier." Acta,Histochem.Cytochem.28. 401-407 (1995)