研究課題
前年度までの研究から、小脳プルキンエ細胞において核膜蛋白質複合体LINC complexの機能を阻害しても樹状突起形成期に観察される核の細胞内局在変化および樹状突起形成への明らかな影響はみられないことがわかり、LINC complexがこれらの現象に直接関与していない可能性が示唆された。そこで、他の機構による核の局在制御を検討するために、樹状突起形成期のプルキンエ細胞において、細胞骨格制御因子群、極性制御因子群などの発現解析および機能阻害実験を行った。その結果、様々な細胞機能に関わることが知られるリン酸化酵素LKB1が発生過程のプルキンエ細胞で活性化していること、また変異体遺伝子導入によるLKB1の機能阻害によって核の局在が変化することが明らかになった。そこで、プルキンエ細胞特異的LKB1欠失マウスを用いた解析を行い、LKB1欠失プルキンエ細胞では樹状突起の本数や方向性は正常だが、その空間配置に著しい異常が起こることを見いだした。プルキンエ細胞を含む多くの神経細胞の樹状突起は基本的に自身の突起が互いに重ならないように空間配置されるが、LKB1欠失プルキンエ細胞では樹状突起の交差が顕著に増加した。また、プルキンエ細胞に子宮内電気穿孔法を用いてLKB1の下流リン酸化酵素群の恒常的活性型および機能阻害型変異体を発現させる実験などを行い、樹状突起形成を制御するLKB1経路を同定した。本研究により、非神経系細胞で核の局在制御に関わるLINC complexはプルキンエ細胞の核の局在変化には関与していないこと、またリン酸化酵素LKB1が核の局在制御と樹状突起形成の両方に重要であることが明らかになった。本知見をもとに今後さらに研究を展開することで、LKB1による樹状突起空間制御の詳細な分子機構、およびLKB1経路依存的な核の局在制御と樹状突起形成の関連性が明らかになると期待される。
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Scientific Reports
巻: 8 ページ: 2722
10.1038/s41598-018-21130-5
