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=== 成長円錐の誘引-反発応答を制御する細胞内シグナル経路 === | === 成長円錐の誘引-反発応答を制御する細胞内シグナル経路 === | ||
誘引-反発を決定する細胞内シグナル経路の解析には、Pooのグループによって開発されたターニングアッセイと呼ばれる実験系が多くの研究者に用いられている。この手法は、培養条件下でガラスピペットからガイダンス因子をパルス状に放出し、成長円錐近傍にガイダンス因子の濃度勾配を人工的に作り出し、それに対する成長円錐の挙動を観察するものである。このターニングアッセイにより、一つのガイダンス因子に対する成長円錐の誘引-反発を決定する。 | 誘引-反発を決定する細胞内シグナル経路の解析には、Pooのグループによって開発されたターニングアッセイと呼ばれる実験系が多くの研究者に用いられている。この手法は、培養条件下でガラスピペットからガイダンス因子をパルス状に放出し、成長円錐近傍にガイダンス因子の濃度勾配を人工的に作り出し、それに対する成長円錐の挙動を観察するものである。このターニングアッセイにより、一つのガイダンス因子に対する成長円錐の誘引-反発を決定する。 | ||
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==== セカンドメッセンジャーによる制御 ==== | ==== セカンドメッセンジャーによる制御 ==== | ||
===== 環状ヌクレオチド ===== | ===== 環状ヌクレオチド ===== | ||
成長円錐内のcAMPおよびcGMPシグナルは、同一軸索ガイダンス因子に対する成長円錐の誘引-反発応答性を規定するものとして報告例が多い。 | |||
===== 細胞内カルシウムシグナル ===== | |||
Zengらはケージドカルシウム光解離法を用いて、成長円錐内の局所的なカルシウムシグナルが成長円錐の旋回運動を誘導することを示した。その後、ネトリン-1やMAGの濃度勾配に対して成長円錐内で非対称なカルシウムイオン濃度上昇が起きることも報告され、現在、多くの軸索ガイダンス因子による成長円錐の誘引-反発の誘導に局所的なカルシウムシグナルが中心的役割を担っていると考えられている。多くの軸索ガイダンス因子は、電位依存性カルシウムチャネルやTRPチャネルを介した細胞外からのカルシウムイオンの流入、リアノジン受容体やIP3受容体などを介した小胞体からのカルシウムイオンの放出を促進し成長円錐内のカルシウムイオン濃度を上昇させるが、このカルシウムシグナルは旋回方向の決定に寄与すると考えられている。例えば、ネトリン-1に対する成長円錐の誘引は、L型電位依存性カルシウムチャネル、あるいはリアノジン受容体を選択的に阻害することで反発に変わる。また、TRPC1チャネルの機能を抑制することで、ネトリン-1とBDNFに対する誘因が反発に逆転する。誘引-反発のカルシウムシグナルの下流因子として、誘引性カルシウムシグナルにはカルモジュリン依存性リン酸化酵素であるCaMキナーゼⅡ（CaMKⅡ）が、反発性カルシウムシグナルには脱リン酸化酵素であるカルシニューリン（calcineurin）がそれぞれ関与することが報告されている。 | |||
カルシウムシグナルにおける誘引-反発の決定機構として、現在2つのモデルが提唱されている。一つは成長円錐内で上昇するカルシウムイオン濃度の絶対量による差が誘引-反発を決定するというモデルで、高カルシウムイオンの流入はCaMKⅡを介して誘引性応答を、低カルシウムイオン流入はカルシニューリンを介して反発性応答を誘導するというものである。2つ目は誘引-反発は流入するカルシウムチャネルの種類に依存するというモデルで、各種カルシウムチャネルの近傍に存在するカルシウム感受性分子の種類の違いが誘引-反発の応答を決定するというものである。 | |||
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==== 膜トラフィッキング ==== | ==== 膜トラフィッキング ==== | ||