中枢神経損傷後の軸索誘導のメカニズム

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15390438
• 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: 脳神経外科学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 山下 俊英 千葉大学, 大学院・医学研究院, 教授 (10301269)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• キーワード: 再生 / 神経 / 軸索 / グリア / 細胞 / 蛋白

研究概要

軸索誘導のfine tuningのメカニズムの解明のために、小脳の神経細胞をin vitroで培養し、ニューロトロフィンで刺激し、この時に発現変化をみせる遺伝子をDNAマイクロアレイを用いてスクリーニングした。その結果100を超える遺伝子が発現上昇をしていた。この中からFine tuningの鍵を握ると考えられる遺伝子の候補を絞り込んだ結果、10の有力候補遺伝子について、その後の解析を進めた。さらに軸索の伸展をin vitroで評価するシステムとして培養皿に再生阻害因子をストライプ状に配置させる手法を開発した。有力候補遺伝子を神経細胞に過剰発現させ、MAG、Nogoなどの再生阻害蛋白に対する、神経細胞の反応の変化について解析した。その結果、Rho GTPaseの活性を制御する蛋白であるChimaerinが、軸索の反応性を有意に変化させることが明らかになり、この蛋白の機能について解析を進めていくことにした。Chimaerinを過剰発現させると、神経細胞はMAGあるいはNogoに対する反応性を失い、軸索伸展は促進された。従ってChimaerinはin vivoにおいても再生誘導に働くことが期待される。また突起伸展のメカニズムの解明とその再生治療への応用というテーマに関しては、脊髄損傷後に損傷周囲組織に発現する遺伝子を網羅的に解析し、再生阻害に関わると考えられるGPIアンカー型蛋白RGMを単離した。この蛋白は軸索の再生を著明に抑制し、既知の再生阻害蛋白よりも強力である。RGMを中和抗体で抑制すると、ラット脊髄損傷後の軸索再生が促進され、運動機能も改善した。以上よりRGMが最も重要な軸索伸長阻害因子であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Wallerian degeneration involves Rho/Rho-kinase signaling. (2005)
  • 著者名/発表者名: 山岸覚
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280 ページ: 20384-20388
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Binding of soluble myelin-associated glycoprotein to specific gangliosides induces the association of p75^NTR to lipid rafts and signal transduction. (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤谷昌司
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 94 ページ: 15-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Biological activity of neruotrophins is dependent on recruitment of Racl to lipid rafts. (2005)
  • 著者名/発表者名: 藤谷昌司
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 327 ページ: 150-154
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] c-Jun N-terminal kinase activation in dorsal root ganglion contributes to pain hypersensivity. (2005)
  • 著者名/発表者名: 銅冶英雄
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 335 ページ: 132-138
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ERK MAP kinase activation in dorsal root ganglion (DRG) and the spinal cord following DRG injury in rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: 銅冶英雄
  • 雑誌名: Spine 30 ページ: 2252-2256
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Wallerian degeneration involves Rho/Rho-kinase signaling. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamagishi, S., Fujitani, M., Hata, K., Kitajo, K., Mimura, F., Abe, H., Yamashita, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 20384-20388
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Binding of soluble myelin associated glycoprotein to specific gangliosides induces the association of p75NTR to lipid rafts and signal transduction. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujitani, M., Kawai, H., Proia, R.L., Kashiwagi, A., Yasuda, H., Yamashita, T.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 94 ページ: 15-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Biological activity of neurotrophins is dependent on recruitment of Rac1 to lipid rafts. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fujitani, M., Honda, A., Hata, K., Yamagishi, S., Tohyama, M., Yamashita, T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 327 ページ: 150-154
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] c-Jun N-terminal kinase activation in dorsal root ganglion contributes to pain hypresensitivity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Doya, H., Ohtori, S., Fujitani, M., Saito, T., Hata, K., Ino, H., Takahashi, K., Moriya, H., Yamashita, T.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 335 ページ: 132-138
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] ERK MAP kinase activation in the dorsal root ganglion (DRG) and the spinal cord following DRG injury in rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Doya, H., Ohtori, S., Takahashi, Ka., Aoki, Y., Ino, H., Takahashi, Y., Moriya, H., Yamashita, T.
  • 雑誌名: Spine 30 ページ: 2252-2256
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Promotion of axon regeneration by MAG and Nogo through divergent signals downstream of G/G (2004)
  • 著者名/発表者名: 長谷川結子
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience 24・30 ページ: 6826-6832
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Activation of Rho in the injured axons following spinal cord injury. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tomas Madura
  • 雑誌名: EMBO Reports 5・4 ページ: 412-417
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] EphA receptors direct the differentiation of mammalian neural precursor cells through Ras/MAPK nathway (2004)
  • 著者名/発表者名: 青木美和
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 279・31 ページ: 32643-32650
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] P311 accelerates nerve regeneration of the axotomized facial nerve. (2004)
  • 著者名/発表者名: 藤谷昌司
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 91・3 ページ: 737-744
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chimaerins act downstream from neurotrophins in overcoming inhibition of neurite outgrowth by MAG. (2004)
  • 著者名/発表者名: 水野龍吉
  • 雑誌名: Journal of Neurochemistry 91・2 ページ: 395-403
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cytoplasmic p21^Cip/WAF1 enhances axonal regeneration and functional recovery after spinal cord injury in rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: 田中裕之
  • 雑誌名: Neuroscience 127・1 ページ: 155-164
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Promotion of axon regeneration by MAG and Nogo through divergent signals downstream of G_i/G. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Fujitani, M., Hata, K., Tohyama, M., Yamagishi, S., Yamashita, T.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 24-30 ページ: 6826-6832
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Activation of Rho in the injured axons following spinal cord injury. (2004)
  • 著者名/発表者名: Madura, T., Yamashita, T., Kubo, T., Fujitani, M., Hosokawa, K., Tohyama, M.
  • 雑誌名: EMBO Reports 5-4 ページ: 412-417
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] EphA receptors direct the differentiation of mammalian neural precursor cells through Ras/MAPK pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aoki, M., Yamashita, T., Tohyama, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279-31 ページ: 32643-32650
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] P311 accelerates nerve regeneration of the axotomized facial nerve. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fujitani, M., Yamagishi, S., Che, Y.-H., Hata, K., Kubo, T., Ino, H., Tohyama, M., Yamashita.T.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 91-3 ページ: 737-744
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chimaerins act downstream from neurotrophins in overcoming inhibition of neurite outgrowth by MAG. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, T., Yamashita, T., Tohyama, M.
  • 雑誌名: J.Neurochem. 91-2 ページ: 395-403
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cytoplasmic p21^<Cip1/WAF1> enhances axonal regeneration and functional recovery after spinal cord injury in rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, H., Yamashita, T., Yachi, K, Fujiwara, K., Yoshikawa, K., Tohyama, M.
  • 雑誌名: Neuroscience 127-1 ページ: 155-164
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] RGMa inhibition promotes axonal growth and recovery after spinal cord injury.
  • 著者名/発表者名: 羽田克彦
  • 雑誌名: Journal of Cell Biol. 印刷中
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Delayed treatment with Rho-kinase inhibitor does not enhance axonal regeneration for functional recovery after spinal cord injury in rats.
  • 著者名/発表者名: 西尾豊
  • 雑誌名: Exp. Neurol. 印刷中
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Rho-kinase inhibitor enhance axonal regeneration and functional recovery after peripheral nerve injury.
  • 著者名/発表者名: 平賀晃之
  • 雑誌名: J. Peripher. Nerv. Syst. 印刷中
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Adenoviral Gene Transfer in the Peripheral Nervous System.
  • 著者名/発表者名: 渡辺(齊藤)朋子
  • 雑誌名: J. Orthopaedic Sci.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] RGMa inhibition promotes axonal growth and recovery after spinal cord injury.
  • 著者名/発表者名: Hata, K., Fujitani, M., Yasuda, Y., Doya, H., Saito, T., Yamagishi, S., Mueller, B.K., Yamashita.T.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Delayed treatment with Rho-kinase inhibitor does not enhance axonal regeneration or functional recovery after spinal cord injury in rats.
  • 著者名/発表者名: Nishio, Y., Koda, M., Kitajo, K, Seto, M., Hata, K., Taniguchi, J., Moriya, H., Fujitani, M., Kubo, T., Yamashita, T.
  • 雑誌名: Exp.Neurol. (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Rho-kinase inhibition enhances axonal regeneration and functional recovery after peripheral nerve injury.
  • 著者名/発表者名: Hiraga, A., Kuwabara, S., Douya, BL, Kanai, K., Fujitani, M., Taniguchi, J., Arai, K., Mori, M., Hattori, T., Yamashita, T.
  • 雑誌名: J.Peripher.Nerv.Syst. (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Adenoviral Gene Transfer in the Peripheral Nervous System.
  • 著者名/発表者名: Saito-Watanabe, T., Ohtori, S., Koda, M., Aoki, Y., Doya, H., Shirasawa, H., Yamazaki, M., Moriya, H., Takahashi, K., Yamashita, T.
  • 雑誌名: J.Orthopaedic Sci. (In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より