脳科学を超えた新しい学問分野を創設する

神経細胞の発達とドレブリン

  • Kobayashi,S., Isa,K., Hayashi,K., Inoue,H.K., Uyemura,K. and Shirao,T. “K252a, a potent inhibitor of protein kinases, inhibits the migration of cerebellar granule cells in vitro” Dev. Brain Res. 90: 122-128 (1995)
    神経細胞体におけるドレブリンEの発現は細胞移動の時期に一致してその発現が最大となっている。そこで,ドレブリン の細胞移動に対する効果を調べるために,まず,小脳顆粒細胞再凝集培養法を確立した。次にリン酸化酵素阻害薬K252a投与により細胞移動を停止させたと ころ,ドレブリンの発現量が著減することを見いだした。(ドレブリンと細胞移動)
  • Sasaki,Y., Hayashi,K., Shirao,T., Ishikawa,R. and Kohama,K “Inhibition by drebrin of the actin-binding activity of brain fascin, a protein localized in filopodia of growth cones.”  J. Neurochem.66: 980-988 (1996)
    神経軸索成長円錐から伸展するフィロポディア内のアクチン細胞骨格制御機構を明らかとするために,成長円錐内のアク チン結合蛋白を解析した。その結果,ファッシンはドレブリンと競合的にアクチン線維に結合すること,フィロポディア内のアクチン線維からはドレブリンが追 い出されてファッシンが結合していることを,生化学的,且つ免疫組織科学的に証明した。(ドレブリンとファシン)
  • Hayashi,K., Suzuki,K., and Shirao,T. “ Rapid conversion of drebrin isoforms during synapse formation in primary culture of cortical neurons.”  Devel. Brain Res. 111: 137-141 (1998)
    ドレブリンは神経発達関連蛋白であり,発生 過程においてアイソフォームの発現パターンが変化することから,シナプス成熟のマーカーとして使える可能性が考えられた。そこで,初代培養神経細胞系及び 生体脳を用いてドレブリンのアイソフォーム変換とシナプス成熟の相関を調べ,RT-PCRによるドレブリンのmRNAレベルでのアイソフォーム変換を調べ ることにより,容易にシナプスの成熟度を判定することができることを明らかにした。
  • Toda,M., Shirao,T. and Uyemura,K. “Suppression of an actin-binding protein, drebrin, by antisense transfection inhibits neurite outgrowth in neuroblastoma B104 cells” Devl. Brain Res. 114: 193-200 (1999)
    ドレブ リンの発現を押さえることにより神経細胞の形態形成が阻害されることが想定される。そこで,株化神経芽細胞B104にアンチセンスドレブリンcDNAを導 入し,ドレブリンの発現を低下させた形質変換細胞を作り,その細胞に分化誘導をかけたときに形態形成が阻害されることを示した。
  • Hayashi ,K.and Shirao,T. “Change in the shape of dendritic spines caused by overexpression of drebrin in cultured cortical neurons” J. Neurosci. 19: 3918-3925 (1999)
    ドレブリンAの樹状突起スパインでの役割を直接的に証明するために,GFP融合ド レブリンA cDNAを初代培養大脳神経細胞に導入し,GFP融合ドレブリンAを発現させたところ,GFP融合ドレブリンAは樹状突起スパインに集積し, その結果スパインが長くなることがわかった。この結果はスパイン形態が1種の蛋白の集積量の変化によって制御されうることを世界で初めて証明することに なった。(ドレブリンとスパイン形態。ある一つの蛋白合成量を変化させることによってスパインの形態を変化させることができることを示した、世界で最初の 蛋白です。)
  • Kobayashi,S., Shirao,T., and Sasaki,T. “Drebrin expression is increased in spinal motoneurons after axotomy.” Neuorsci. Lett. 311: 165-168 (2001)
    神経再生の際にも,発達過程における軸索生成長機構と同じような機構が働いていると考えられる。そこで,座骨神経節団子の脊髄運動神経におけるドレブリン の発現が上昇している可能性を調べ,ドレブリン発現上昇と再生時の軸索成長との関係を明らかにした。(神経再生とドレブリン)
  • Takahashi, H., Sekino, Y., Tanaka S., Mizui, T., Kishi, S, and Shirao, T., “Drebrin-dependent Actin Clustering in Dendritic Filopodia Governs Synaptic Targeting of Postsynaptic Density-95 and Dendritic Spine Morphogenesis” J. Neurosci. 23:6586?6595 (2003)
    神経特異的ドレブリンアイソフォーム(ドレブリンA)の発現が樹状突起スパイン形成に重要な役割を果たしていることを培養細胞を使って明らかにした。
  • Takahashi, H., Sekino, Y., TanakaS., Mizui, T., Kishi, S, and Shirao, T., “Drebrin-dependent Actin Clustering in Dendritic Filopodia Governs Synaptic Targeting of Postsynaptic Density-95 and Dendritic Spine Morphogenesis” J. Neurosci. 23:6586–6595 (2003)(ドレブリンのスパイン形成促進機能の発見)
  • Mizui, T., Sekino, Y., Takahashi, H., Yamazaki, H. and Shirao, T. “Overexpression of drebrin A in immature neurons induces the accumulation of F-actin and PSD-95 into dendritic filopodia, and the formation of large abnormal protrusions.” Mol. Cell. Neurosci.  30: 149-157(2005) (ドレブリン集積の遺伝子発現変化及び神経活動による二重制御)
  • Takahashi, H., Mizui, T., Shirao, T. “Downregulation of drebrin A expression suppresses synaptic targeting of NMDA receptors in developing hippocampal neurons” J. Neuochem  97(Suppl.1):110-115 (2006)(NMDA受容体の集積に及ぼすドレブリンの役割)
  •  Song M, Kojima N, Hanamura K, Sekino Y, Inoue KH, Mikuni M, Shirao T, “Expression of drebrin E in migrating neuroblasts in adult rat brain: coincidence between drebrin E disappearance from cell body and cessation of migration” Neuroscience. 152:670-682 (2008) (細胞移動)

  • Mizui T., Kojima N, Yamazaki H, Katayama M, Hanamura K, Shirao T. “Drebrin E is involved in the mechanism regulating axonal growth through actin-myosin interactions.” J Neurochem 109:611-622 (2009) (成長円錐のアクチンアークの形成)
  • Yamazaki H, Kojima N, Kato K, Hirose H, Iwasaki T, Mizui T, Takahashi H, Hanamura K,  Roppongi RT, KoibuchiN, Sekino Y, Mori N, Shirao T. “Spikar, a novel drebrin-binding protein, regulates the formation and stabilization of dendritic spines.” J Neurochem. 128:507-522 (2014)
    スパイン形成におけるドレブリンの機能を介在するドレブリン結合タンパク質スパイカーが発見された。

 

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