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発生期，神経軸索はガイダンス因子に応じて進路を転換することで正しい標的まで到達する。進路を転換するには，成長円錐局所での極性化が不可欠である。この極性化を制御する機構のひとつとして，細胞内小胞の輸送が挙げられる。これまで，小胞の機能として，形質膜との融合による接着分子やガイダンス因子受容体等の膜貫通型分子の挿入が重要だと考えられてきた。しかしながら申請者は，形質膜との融合に依らない極性化制御という，細胞内小胞の新しい機能の存在を示唆するデータを得た。そこで本研究課題では，細胞内小胞のシャトリングによる成長円錐極性化制御機構の詳細を解明する。
平成２７年度は，VAMP7小胞に存在し，成長円錐局所での極性化を制御する分子の探索を行った。候補分子として，Small GTPaseであるRacおよびCdc42に着目した。成長円錐内に偏在するこれら候補分子の動態を解析するため，光活性化型の蛍光タンパク質PA-TagRFP（光刺激によって，赤色の蛍光を発する）と候補分子の融合タンパク質をニワトリ胚由来脊髄後根神経節細胞に発現させた。顕微鏡光路内に設置したピンホールによって光刺激の範囲を直径10 μm程度に制限することで，成長円錐中心部に存在する候補分子のみを可視化し，その動態を解析した。VAMP7小胞同様，周辺部へ向かって移動する様子が確認できたものの，その移動速度はVAMP7小胞のそれと比較して非常に速く，RacあるいはCdc42がカーゴである可能性は低いことが示された。また，VAMP7が成長円錐極性化に果たす役割を検討するため，VAMP7をノックダウンした成長円錐を用いた解析を行った。VAMP7ノックダウン成長円錐では，誘引性ガイダンス因子濃度勾配に対しての応答が消失した。この結果は，成長円錐ガイダンスにおけるVAMP7機能の重要性を示している。
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