神経成長円錐におけるLIMキナーゼ1によるアクチン骨格再構築制御機構の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13035002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 大橋 一正 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教授 (10312539)
• Keywords: LIMキナーゼ / コフィリン / アクチン / 神経 / 成長円錐

Research Abstract

LIMキナーゼ(LIMK)はアクチン脱重合因子であるコフィリンをリン酸化し不活性化することで細胞内アクチン骨格を制御するシグナル分子である。LIMKファミリーの中でLIMK1は発生過程で脳、神経系に高発現しており、神経発生において機能していることが推測される。今年度は、LIMK1が高発現する神経組織の一つである後根神経節(DRG)細胞の軸索の伸展、退縮、運動性におけるLIMK1とコフィリンの機能解析を行った。初代培養のトリDRGに対して、LIMK1とYFPの融合タンパク質を過剰に発現させると神経突起先端の成長円錐の運動性、伸展速度が極端に低下することが明らかとなった。また、これに活性型コフィリンを同時に発現させるとその運動性が回復した。このことから、成長円錐の運動性、伸展にはコフィリンの活性が必要であることが明らかとなった。成長円錐の形態に対して、野生型LIMK1を過剰発現させた場合、葉状仮足の面積が減少し、不活性型LIMK1を過剰発現させた場合、葉状仮足が広がることが明らかとなった。また、活性型コフィリンを発現させた場合、成長円錐の形態が乱れ、伸展していく過程で成長円錐の一定の領域を保つことが出来ないことが観察された。これらの結果から、LIMK1はコフィリンの活性を調節することで成長円錐内で収縮力を持つアクチン構造を形成して形態維持に働くと考えられる。この働きは細胞外からの刺激に応じた成長円錐の極性、伸展方向の決定に必要であることが考えられる。現在、DRGの軸索の伸展方向を変える際にLIMK1やコフィリンの過剰発現がどのように影響するのか検討中である。また、LIMK1-コフィリン経路が中枢神経の神経細胞において樹状突起の形態変化に働く可能性を考え、皮質、または海馬錐体細胞における樹状突起の形態変化に対する機能を検討中である。

Research Products

• [Publications] Matsui S: "LIM kinase 1 modulates opsonized zymosan-triggered activation of macrophage-like U937 cells. Possible involvement of phosphorylation of cofilin and reorganization of actin cytoskeleton"J Biol Chem.. 277巻・1号. 544-549 (2002)
• [Publications] Wakayama T: "Cloning and characterization of a novel mouse immunoglobulin superfamily gene expressed in early spermatogenic cells"Mol Reprod Dev.. 60巻・2号. 158-164 (2001)
• [Publications] Yanagita M: "Gas6 induces mesangial cell proliferation via latent transcription factor STAT3"J Biol Chem.. 276巻・45号. 42364-42369 (2001)
• [Publications] Yanagita M: "Gas6 regulates mesangial cell proliferation through Axl in experimental glomerulonephritis"Am J Pathol.. 158巻・4号. 1423-1432 (2001)