大脳皮質形成におけるエンドサイトーシス経路の「使い分け」の生理的意義と制御機構

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26290015
• 研究機関: 公益財団法人先端医療振興財団
• 研究代表者: 川内 健史 公益財団法人先端医療振興財団, その他部局等, 上席研究員 (60397544)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: エンドサイトーシス / 脳・神経

研究実績の概要

発生期の大脳皮質において、脳室近辺で誕生した神経細胞は、多段階の移動を行い、脳表層の特定の場所に配置される。これまでに我々は、エンドサイトーシス経路の初期段階に重要な役割を果たす低分子量Gタンパク質の１つであるRab5が、神経細胞移動の特定の段階（移動の初期段階における多極性形態の形成と、ロコモーション移動と呼ばれる長距離移動）に必須であることを報告した（Neuron 2010）。さらに前年度までの研究により、神経細胞においてRab5はクラスリン依存性のエンドサイトーシス経路に関与すること、また、Rab5は、ロコモーション移動における神経細胞特異的な形態変化を制御することを同定し、論文として報告した（Development 2014）。今年度の研究では、非クラスリン依存性エンドサイトーシス経路の役割を中心に解析を行った。ごく最近、多くの細胞において、非クラスリン依存性のエンドサイトーシスはほとんど起こらないという報告があり、非クラスリン依存性エンドサイトーシスの意義について議論が起きている。我々は、非クラスリン依存性エンドサイトーシスの関連因子が、多段階の神経細胞移動のうち特定の段階のみに発現していることを見いだした。さらに、非クラスリン依存性エンドサイトーシス経路とクラスリン依存性エンドサイトーシス経路は、それぞれ異なる移動段階を制御することも明らかにした。現在は、非クラスリン依存性エンドサイトーシス経路によって輸送される分子を探索中であり、最終的な候補が得られ次第、それらの機能解析を行う予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

H26年度には、クラスリン依存性のエンドサイトーシス経路に関与するRab5の役割について、論文発表を行った。また、研究計画に掲げた系統的なノックダウン解析についてもおおむね順調に進んでいるが、H27年度は研究代表者の異動に伴う引越しがあったため、H27年度の課題であった積み荷分子については、探索の途中である。現段階で、すでにいくつかの候補分子が得られていることから、H28年度の研究によって、積み荷分子の候補を絞り、その機能解析を行うことは可能だと考える。

今後の研究の推進方策

H27年度の研究において得られた候補分子を絞り込み、それらの機能解析を行う。候補分子の絞り込みができれば、方向性を確定させることができるため、研究計画の遅れを取り戻すことが可能だと考える。これと並行して、本プロジェクトの後半に向けて、スクリーニングを続けていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

H27年度は、研究代表者の異動に伴い、慶應義塾大学（東京）から先端医療センター研究所（神戸）への引越しを行った。備品等の引越し作業に加えて、遺伝子組み換え実験や動物実験を改めて申請し、許可を得る必要があったため、予定していた研究の一部（積み荷候補分子の同定と機能解析）を次年度に持ち越すことになったから。

次年度使用額の使用計画

平成27年度の計画に含めていた積み荷分子の同定については、H28年度に最終候補を絞り込み、それらの機能解析も引き続き行う予定である。

研究成果

• [雑誌論文] 発生期大脳皮質における神経細胞のユニークな長距離移動～そのメカニズムの細胞生物学的な理解に向けて～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 川内健史
  • 雑誌名: 神経化学 巻: 55 ページ: 15-24
• [雑誌論文] Cellular insights into cerebral cortical development: focusing on the locomotion mode of neuronal migration (2015)
  • 著者名/発表者名: Kawauchi T.
  • 雑誌名: Front. Cell. Neurosci. 巻: 9 ページ: 394
  • DOI: doi: 10.3389/fncel.2015.00394
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The COUP-TFII/Neuropilin-2 is a molecular switch steering diencephalon-derived GABAergic neurons in the developing mouse brain (2015)
  • 著者名/発表者名: 2.Kanatani S, Honda T, Aramaki M, Hayashi K, Kubo K, Ishida M, Tanaka DH, Kawauchi T, Sekine K, Kusuzawa S, Kawasaki T, Hirata T, Tabata H, Uhlen P, Nakajima K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 112 ページ: E4985-E4994
  • DOI: doi: 10.1073/pnas.1420701112
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In utero gene therapy rescues microcephaly caused by Pqbp1-hypofunction in neural stem progenitor cells (2015)
  • 著者名/発表者名: 3.Ito H, Shiwaku H, Yoshida C, Homma H, Luo H, Chen X, Fujita K, Musante L, Ficher U, Frints SGM, Romano C, Ikeuchi Y, Shimamura T, Imoto S, Miyano S, Muramatsu S, Kawauchi T, Hoshino M, Sudol M, Arumughan A, Wanker EE, Rich T, Schwartz C, Matsuzaki F, Bonni A, Kalsheuer VM, Okazawa H.
  • 雑誌名: Mol. Psychiatry 巻: 20 ページ: 459-471
  • DOI: doi: 10.1038/mp.2014.69
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Rab21とRab5の機能分担を介した多段階の神経細胞移動の制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川内健史
  • 学会等名: 第7回 Gタンパク質Meeting
  • 発表場所: 自治医科大学（栃木県下野市）
  • 年月日: 2016-02-13 – 2016-02-14
• [学会発表] Rab5サブファミリーによる多段階の神経細胞移動の制御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 川内健史
  • 学会等名: 第3回 包括的神経グリア研究会
  • 発表場所: ホテルニュータカハシ（静岡県熱海市）
  • 年月日: 2016-01-09 – 2016-01-11
• [学会発表] Molecular and cellular mechanisms for cortical neuronal migration (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kawauchi
  • 学会等名: The 7th Research Conference of Developmental Neurobiologists in South Korea
  • 発表場所: インチョン（韓国）
  • 年月日: 2015-12-18 – 2015-12-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 発生期の大脳皮質においてRab5サブファミリーは異なる様式で神経細胞の移動を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: 鹿内弥磨、柚崎通介、川内健史
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [学会発表] 増殖停止した神経細胞における細胞周期関連分子の新機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川内健史
  • 学会等名: 招待講演
  • 発表場所: 国立精神・神経医療研究センター（東京都小平市）
  • 年月日: 2015-09-15 – 2015-09-15
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://tkawauchi.web.fc2.com