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神経軸索成長過程において、その先端の成長円錐は外界の様々なガイダンス因子を受容し、標的細胞に到達するためのセンサーとして働いている重要な構造体である。成長円錐は極めて運動性が高い部分で、細胞骨格の再構築をくり返すことで細胞外基質との接着を変化させつつ、細胞外基質の中を進む。これまでのわれわれの研究により、海馬や大脳皮質の初代培養神経細胞を用いた系において、反発性ガイダンス因子のsemaphorin を培地中に bath application することにより神経細胞全体に作用させると、R-Ras が不活性化され、成長円錐の崩壊が引き起これれることが明らかになっている。本年度はさらに、R-Rasに対するFRETプローブを用いたライブセルイメージングを行うことで、成長円錐内局所でのR-Rasの時空間的活性変化を観察できた。また、semaphorin 刺激によって引き起こされる成長円錐崩壊に至る過程でのアクチン細胞骨格系の変化をアクチン結合微小分子、LifeAct を用いた全反射顕微鏡イメージングによって、観察できた。さらに、R-Rasが実際にin vivo での軸索形態制御に関わっているかを、in utero electroporation 法を用いたR-Ras のノックダウンにより検討し、R-Ras が in vivo における軸索伸長に必要であることを示唆するデータを得た。
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