2012 Fiscal Year Annual Research Report
発生期における神経細胞の核移動を支配する分子基盤の解析
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22700337
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
梅嶋 宏樹 京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 研究員 (40525375)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 脳・神経 / 発生・分化 / 細胞・組織 |
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| Research Abstract |
神経細胞の細胞核が適切な位置に移動することは機能的な脳の形成において必須である。本研究は神経細胞の核移動における細胞骨格の役割を明らかにすることを目的とし、細胞骨格の動態および細胞骨格と細胞核の相互作用に注目して解析を行なう。
移動中の神経細胞におけるアクチンおよび微小管骨格を前年度までに確立した細胞骨格標識蛍光プローブにより可視化し、スピニングディスク型高速共焦点蛍光顕微鏡を用いて観察した。この手法により、同一細胞における細胞骨格と細胞核の三次元像を15秒間隔で2時間に渡ってタイムラプス撮影することが可能となった。その結果、移動中の神経細胞においてこれまで報告されていない細胞体内部での散発的なアクチン骨格の収縮を見出した。アクチン収縮は細胞核を搾るように作用しそれによって細胞核は前後方向へ伸長した。さらにRho GTPaseシグナル関連分子がこのアクチン収縮と核の変形に関与すること、この分子の阻害が脳組織内の特定領域における神経細胞移動に影響を及ぼすことを示唆する結果を得た。微小管に関しては核の周辺において非常に動的に構造を変化させながら核移動とともに前方へと移動していく様子が観察された。この微小管骨格のダイナミクスはアクチンの重合阻害によって停止した。
また本研究の過程において細胞骨格動態の制御因子であることが知られているCDK5が小脳顆粒細胞の接線移動と法線移動の動態に差次的に関与し特に法線移動時の細胞形態に大きな影響を及ぼすこと、法線移動時における微小管形成中心の移動に関与することを明らかにした。上記の結果をMolecular and Cellular Neuroscience誌において発表した。
本研究の成果は神経細胞の配置に異常を伴う神経疾患の発症機構の解明や治療法の確立に寄与すると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、移動中の神経細胞における細胞骨格動態の詳細な解析および細胞骨格と細胞核の相互作用に着目して解析を行なうことで、神経細胞移動を駆動する分子メカニズムを明らかにすることを目指すものである。
前年度までに移動中の神経細胞において微小管およびアクチン骨格の動態と細胞核の移動を同時に観察する手法を確立し、その手法を用いてこれまで報告されていない細胞骨格の動態を見出すことに成功している。加えて、それらを制御する分子メカニズムについてもいくつかの予備的な知見を得ている。また、細胞骨格との相互作用を担う核膜分子であるSUN1/2をノックダウンすることで核移動が障害されることも見出している。今年度の課題は上記の細胞骨格動態が細胞核移動にどのように関与しているのかを明らかにすることである。そのために、細胞骨格動態と細胞核の移動および形態変化の相関や細胞骨格動態を撹乱した際の核移動への影響を定量的に解析する。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までに見出した微小管およびアクチン細胞骨格ダイナミクスが神経細胞移動にどのように関与しているかを明らかにする。そのため、これらの細胞骨格ダイナミクスを制御する分子機構を同定しそれらを撹乱することで引き起こされる細胞核移動および核形態への影響を検討する。前年度までに予備的な知見としていくつかの候補分子が上記の細胞骨格ダイナミクスに影響を及ぼすことを見出している。さらにin vivo電気穿孔法による遺伝子導入技術と小脳スライス培養のタイムラプスイメージング技術を用いて、より生体内に近い環境における影響も併せて検討する。また、SUN1/2のノックダウンが細胞骨格および細胞核動態へ及ぼす影響を検討する。解析には前年度までに確立したタイムラプス観察手法や超解像顕微鏡を用いた微細構造観察技術を用いる。
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Research Products
(1 results)
