Semaphorin3Aシグナルの細胞内伝播機構の解明

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21700411
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 山下 直也 横浜市立大学, 医学部, 助教 (40508793)
• キーワード: セマフォリン / 神経栄養因子 / シグナル伝搬

研究概要

本研究では、軸索ガイド分子の1つであるSemaphorin3A(Sema3A)の作用点が、軸索成長末端の成長円錐に限局し、樹状突起まで伝播するという作用様式に着目し、局所からの逆行性シグナルが細胞内をどのように伝播し、その結果どのような作用を発揮するかの解明を目指している。昨年までに、Sema3A受容体(PkexinA)と神経栄養因子受容体(Trks)が、海馬培養神経の軸索において相互作用することが、Sema3Aシグナルの軸索から樹状突起への情報伝播に必要であることが示唆された。また中枢神経系で発現するTrksは主にTrkBであるが、本シグナル系で重要なのはTrkAであることを示唆する結果をRNAノックダウンの実験から得ていた。そこで本年度は、RNAノックダウン耐性のTrkA遺伝子を発現させたレスキュー実験を行ったところ、Sema3Aによる効果が認められ、レスキュー効果を示すことが分かった。従って、TrkAが海馬神経における、軸索から樹状突起へのSema3Aシグナルの伝播に必要であることが分かった。また、このシグナルが実際にSema3Aによる樹状突起形成促進作用に関与するかを、TrkA側の相互作用部位の発現実験により調べたところ、この相互作用部位の発現により、軸索におけるSema3Aの作用は阻害されないが、樹状突起分枝形成における作用は阻害できることが分かった。従って、本申請課題で見出したシグナル伝搬経路は、Sema3Aの樹状突起への作用にのみ関与する新規経路であることが分かった。現在は本シグナル経路が実際に生体レベルにおいても存在するかを検討しているところである。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphorylation of CRMP2 (collapsin response mediator protein 2) is in volved in proper dendritic field organization (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下直也, 等
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 32 ページ: 1360-5
  • DOI: 10.1523/JNEUROSCI.5563-11.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Collapsin response mediator proteins regulate neuronal development and plasticity by switching their phosphorylation status (2012)
  • 著者名/発表者名: 山下直也、五嶋良郎
  • 雑誌名: Molecular Neurobiology 巻: 5 ページ: 234-46
  • DOI: 10.1007/s12035-012-8242-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semaphorin 3A induces CaV2.3 channel-dependent conversion of axons to dendrites (2011)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama M, Togashi K, von Schimmelmann MJ, Lim CS, Maeda S, Yamashita N, Goshima Y, Ishii S, Hong K.
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 巻: 13(6) ページ: 676-85
  • DOI: DOI:10.1038/ncb2255
• [学会発表] セマフォリン3Aは軸索におけるPlexinA4の逆行性輸送を介してAMPA型受容体・GluR2の樹状突起への輸送を亢進する (2011)
  • 著者名/発表者名: 山下直也, 等
  • 学会等名: Neuro2011
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • 年月日: 2011-09-16
• [備考]
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~pharmac/