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論文 |
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加藤, 聖 ; Katoa, Satoru
概要:
金魚の視神経は哺乳類と異なり再生し、4〜6ヵ月で視覚機能も完全に回復する。この長い再生過程(4〜6ヵ月)で働く分子を同定しその機能を追求することはきわめて重要である。本研究では特に視神経切断後早期に切断端からの再生神経線維の伸長に働く分子の
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同定を目指した。視神経切断後5日目の網膜からmRNAを抽出しcDNAを合成しcDNAライブラリーを作製した。ディファレンシャルハイブリ法で対照(無処置)と比べて視神経切断5日目に発現が増加(upregulation)するcDNAクローンをスクリーニングした。そのクローンの塩基配列を決定しDNA data baseの検索から、トランスグルタミネース(TG)やNa, K-ATPase α 3サブユニットをコードする遺伝子が捕捉された。ISH法や免疫組織化学法によりTGやNa, K-ATPase α 3の視神経切断後の経時変化を調べた所、網膜神経節細胞にのみ切断早期に発現が上昇し、Na, K-ATPase α 3は10日目、TGは20日でピークとなりその後徐々に対照群のそれに復した。また、成熟金魚の視神経をあらかじめ切っておき(5〜7日前)、網膜片を作製し培養すると神経節細胞から神経突起が伸長(神経再生のin vitro系の確立)する。この培養系にTG抗体やNa, K-ATPase α 3の特異的阻害剤ウアバインを添加すると、神経突起の伸長が完全に抑えられた。このことからTGやNa, K-ATPase α 3は視神経再生初期の再生線維の伸長に重要な役割を果たしていることがわかる。今後この遺伝子クローニング法を駆使して再生各時期に働く遺伝子を見つけたいと思っている。また、遺伝子改変動物を作製し、その遺伝子の機能も明らかにしたい。<br />The goldfish optic nerve can regenerate after injury. Regrowth of optic nerve fibers starts to extend 7-10 days after optic nerve transection. They arrive at the optic tectum 3-5 weeks after axtfomy. Finally, visual function is restored 4-6 months after optic nerve transection. To understand the molecular mechanism of optic nerve regeneration, we identified genes whose expression is specifically upregulated during the early stage of optic nerve regeneration. A cDNA library constructed from goldfish retina 5 days after transection was screened Two clones were identified as the Na, K-ATPase catalytic subunitalpha 3 isoform and the neural type of transglutaminase (TG) by sequence analysis. In northern hybridization, the expression level of the both mRNAs was significantly increased at 2 days and peaked at 5-10 days, and then gradually decreased and returned to control level by 45-60 days after optic nerve transection. In situ hybridization have revealed the location of this transient retinal change after axotomy. The increased expression was observed only in the ganglion cell layer at 10-20 days after optic nerve transection, The cDNA of TG was inserted into the plasmid DNA and thus a fused protein of TG (ca. 70kDa) was obtained. Antiserum against the recombinant TG was made by immunization. Immunohistochemical staining further confirmed the data of in situ hybridization. In an explant culture system, neurite outgrowth fkm the retina 7 days after optic nerve transection was spontaneously promoted. A low concentration of ouabain (an inhibitor of Na,K ATPase alpha 3 subunit) or neutral antibody against TG, completely blocked the spontaneous neurite outgrowth from the lesioned retina. Together, these data indicate that upregulation of the Na, K-ATPase alpha 3 subunit or TG is involved in the regrowth of ganglion cell axons after axotomy. Such molecular techniques will become useful tool for future genetic studies of nerve regeneration.<br />研究課題/領域番号:12680750, 研究期間(年度):2000–2001<br />出典：「トランスグルタミナーゼの神経系における役割りについて: 神経再生の分子機序解明」研究成果報告書 課題番号12680750 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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杉谷, 加代 ; Sugitani, Kayo
概要:
アダルト哺乳類の中枢神経は一旦損傷を受けると不可逆的ダメージとなり、細胞はアポトーシスに陥り、やがて機能喪失に至る。ところが魚類中枢神経は、損傷後の軸索再生・修復が可能であり、機能も完全に回復する。ここでは、魚類視神経を実験的に損傷し、タン
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パク架橋酵素であるトランスグルタミネースファミリーの一つ、Factor XIII-A(FXIII-A)遺伝子の発現とその軸索再生への関与について検討した結果、FXIII-A が視神経損傷後いち早く視神経および網膜で活性化され、創傷治癒・視神経軸索再生に深く関与することがわかった。<br />Unlike mammals, fish retinal ganglion cells have the capacity to repair their axons even after optic nerve transection. In the process of fish optic nerve regeneration, a large number of genes have been described as regeneration-associated molecules. Using molecular cloning techniques, we identified some cDNA clones belonging to the transglutaminase (TG) family as upregulation genes, and one of those was Factor XIII A subunit (FXIII-A). FXIII-A is quickly activated after optic nerve lesion and deeply involved in wound healing and optic nerve regeneration.<br />研究課題/領域番号:23618006, 研究期間(年度):2011-04-28 - 2015-03-31
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大熊, 勝治 ; Ohkuma, Shoji
概要:
我々は、細胞の増殖・分化・アポトーシスに対する空胞系酸性顆粒の寄与を,bafilomycin A_1の他、プロジギオシン類やデストラキシン等の空胞系プロトンポンプ阻害剤を用いて明らかにするとともに、これら阻害剤のプロトン輸送阻害機構の解明を
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目指した。その結果、(1)デストラキシンBとEは、ともにリソソームのプロトンポンプを阻害し、リソソーム内pHを上昇させたが、PC12細胞の分化誘導作用はデストラキシンEにのみ認められた。(2)プロジギオシン類は、そのH^+/Cl共輸送活性によりプロトンポンプを脱共役する、新規H^+/Cl symporterであることを初めて明らかにすることが出来た。また、(3)bafilomycin A_1同様、ブロジギオシン類も神経突起伸展(NOG)を誘導することを発見した。(4)そこで、両プロトンポンプ阻害剤によるNOG誘導作用の特徴を検討したところ、ともに新たなRNA及び蛋白質合成を必要とし、MAPキナーゼ、セリン・スレオニンホスファターゼ、チロシンキナーゼ、チロシンホスファターゼ、カルモジュリン、ホスフォリパーゼA_2依存性であるが、trkチロシンキナーゼやAキナーゼには非依存性である等、両情報伝達経路は酷似していることが判明した。(5)また、tambjamineグループのBE-18591もH^+/Cl symporter活性を示し、免疫抑制や、NOG・アボトーシス誘導作用を示すことを見い出した。(6)ところが、同じH^+/Cl symporterでも、tetrapyrroleは増殖阻害・細胞死誘導作用はあるがNOG作用は示さなかった。以上の結果より、pH変化やプロトンポンプ活性自身は、少なくともNOG誘導の直接の引き金にはなっていないと結論した。<br />In this research project, we have studied the machanism of (1) inhibition of cell growth, (2) induction of cell differentiation, and (3) induction of apoptosis, by V-ATPase inhibitors like bafilomycins, prodigiosins and destruxins, as well as the mechanims of inhibition of proton translocation by these inhibitors.We found (1) that both destrauxin-B and -E inhibited lysosomal proton pump, but only destruxin-E induced induced neurite out growth (NOG) of PC12 cells., (2) that prodigisins uncoupled various proton pump activities due to their H ^+ /Cl symport activity, (3) that prodigiosins, like bafilomycin A ^<1'> induced neurite out growth (NOG), and (4) that the prodigiosin-induced NOG, like bafolomycin-induced one, required de novo synthesis of new messenger RNA as well as protein synthesis, was sensitive to the inhibitors of MAP kinases, serine/threonine phosphatases, tyr-kinases, tyr-phosphatases, calmidulin and phospholipase A ^<2' > but resistant to inhibitors of trk tyrosine kinase and protein kinase A.BE-18591, a tambjamine group antibiotics, also behaved as H ^+ /CU symporters and inhibited hog gastric proton pump, inhibit *cid secretion by gastric parietal cells, inhibited osteoclast differentiation, suppressed proliferation of immune lymphocytes, and induced both NOG and apoptosis, suggesting that the variety of biological activities displayed by these H ^+ /C1 symporters may be due to their H ^+ /C1 symport activity. However, tetrapyrrole, another H ^+ /CV symporter, did not induced NOG.From these results, we conclud that the effect of V-ATPase inhibitors on the intracellular pH does not participate in the variety of biological activities (including induction of NOG) displayed by these compounds.<br />研究課題/領域番号:09672220, 研究期間(年度):1997-1998<br />出典：「V-ATPase 阻害剤による分化・細胞死誘導機構」研究成果報告書 課題番号09672220 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）) 本文データは著者版報告書より作成
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