ニューロフィラメント遺伝子操作マウスの神経細胞の細胞骨格系及び細胞死関連蛋白

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570030
• Research Institution: Koshien University
• Principal Investigator: 後藤 隆洋 甲子園大学, 栄養学部, 教授 (20135693)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内山 安男 大阪大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (10049091)
• Keywords: ニューロフィラメント / 遺伝子操作マウス / NF-H欠損マウス / NF-HのC末端除去マウス / リン酸化 / 軸索細胞の構築 / 軸索輸送 / NF-Mの発現

Research Abstract

ニューロフィラメント(NF)は3種類のサブユニット蛋白から成り、最大分子量のNF-HのC末端はリジン-セリン-プロリンのアミノ酸繰り返し配列が多量に存在し、この繰り返し領域が神経細胞の軸索ではリン酸化され、そのリン酸化の意義として軸索の太さや軸索輸送を調節していると考えられている。各サブユニット蛋白の遺伝子操作マウスにおいてNF-HのC末端領域のみが欠損するように遺伝子置換したノックインマウスの軸索をNF-H全体の欠損マウス及び野生型マウスと詳細に比較解析した。NF-H全体の欠損マウスは野生型と比べて軸索の直径やNFの分布密度に有意な変化がみられなかった。これはNF-H欠損マウスではNF-Mの発現が増加し、NF-Hの働きを補っていると考えられる。NF-MのC末端もNF-Hほどではないがかなりリン酸化しているので、このリン酸化がNF-Hのリン酸化機能を補う可能性は否定できない。事実NF-H欠損マウスの軸索ではNF-Mが増加し、そのリン酸化の程度も上昇していることがわかった。従って、遺伝子置換法でNF-HのC末端領域のみを除去したノックインマウスではNF-Mの発現量に変化がなくNF-HのC末端及びそのリン酸化の意義を検討することができると考え、このマウスの軸索の太さ、NFの構築ならびに軸索輸送速度を解析した。その結果NF-HのC末端除去マウスではNF同士の間隔がやや狭くなりクロスブリッジが少なくなるが、軸索径やNFの軸索輸送速度に有意な変化はみられなかった。驚くことにNF-Hの長いリン酸化したC末端は軸索の太さ、NFの構築や軸索輸送の調節に本質的でないことがわかった。しかしこの場合でもNF-Mの発現を検討すると、その発現量には変化はなかったが、リン酸化の程度は有意に増加しており、リン酸化したNF-MのC末端がNF-HのC末端の機能を補っていることが示唆され、今後両C末端除去マウスで検討する必要がある。

Research Products

• [Publications] Rao, M.V.: "Gene replacement in mice reveals that the heavily phosphorylated tail of neurofilament heavy subunit does not affect axonal caliber or the transit of cargoes in slow axonal transport"Journal of Cell Biology. 158. 681-693 (2002)
• [Publications] Yoshida, S.: "PDX-1 induces differentiation of intestinal epithelioid IEC-6 into insulin-producing cells"Diabetes. 51. 2505-2513 (2002)