ＰｌｅｘｉｎＡ４輸送複合体を介した樹状突起成熟機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24500444
• 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(系)研究科(研究院), 客員講師 (40508793)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: プレキシン / セマフォリン / グルタミン酸受容体 / 樹状突起成熟

研究実績の概要

過去二年間の研究から、軸索先端にSema3Aを投与すると、Sema3Aおよびその受容体複合体の一つであるPlexinA4が細胞体方向へ逆行性に輸送されること、さらに細胞体まで輸送されたPlexinA4は、グルタミン酸受容体の一つであるGluA2と相互作用後に樹状突起まで運ばれ、この輸送複合体が、Sema3Aによる樹状突起成熟促進作用に必要であることがin vitroの実験系において明らかになった。そこで本年度は上記の事象のin vivoレベルでの生理的意義を検討した。
子宮内電気穿孔法を用いて、GluA2とPlexinA4の相互作用を阻害するPlexinA-IPT変異体を海馬神経細胞に強制発現したところ、コントロール細胞と比べ、樹状突起におけるGluA2の局在量が著しく減少した。このような局在異常は、GluA2と同じくAMPA型グルタミン酸受容体であるGluA1では認められなかった。Sema3Aを培養海馬ニューロンに添加すると、樹状突起におけるGluA2の局在化は促進されたが、GluA1の局在化は促進されなかった。従って、in vivoにおけるPlexinA-IPTの強制発現による表現型は、Sema3AがGluA2の樹状突起への局在化を選択的に促進するという、初代培養細胞を用いた実験結果と一致するものであることが示唆された。
子宮内電気穿孔法を用いたPlexinA-IPT変異体の強制発現による、樹状突起の形態変化についても検討した。その結果、PlexinA-IPTの強制発現により、proximal bifurcation phenotype と呼ばれる、sema3a遺伝子欠損マウスと類似した表現型が観察されることがわかった。
以上の結果から、本研究計画全体を通し、軸索先端に作用したSema3Aが樹状突起成熟を促進する機構がin vitroならびに、in vivoレベルにおいて明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Anti-Semaphorin 3A neutralization monoclonal antibody prevents sepsis development in lipopolysaccharide-treated mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamashita N, Jitsuki-Takahashi A, Ogawara M, Ohkubo W, Araki T, Hotta C, Tamura T, Hashimoto SI, Yabuki T, Tsuji T, Sasakura Y, Okumura H, Takaiwa A, Koyama C, Murakami K, Goshima Y.
  • 雑誌名: International Immunology 巻: in press ページ: 1-8
  • DOI: 10.1093/intimm/dxv014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Semaphorin3A-induced axonal transport mediated through phosphorylation of Axin-1 by GSK3β. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hida T, Nakamura F, Usui H, Takeuchi K, Yamashita N, Goshima Y.
  • 雑誌名: Brain Research 巻: 1598 ページ: 46-56
  • DOI: 10.1016/j.brainres.2014.12.028.
  • 査読あり
• [備考] 横浜市立大学分子薬理神経生物学
  • URL: http://www-user.yokohama-cu.ac.jp/~pharmac/