RIKEN BRAIN SCIENCE INSTITUTE (理研BSI)

Faculty Detail / 研究室詳細

神経成長機構研究チーム

シニア・チームリーダー

Axon guidance, Growth cone, Signal transduction

上口  裕之

研究内容

脳と脊髄の神経回路が作られるためには、神経細胞から伸びた軸索突起が適切な標的へと到達することが必要です。成長円錐と呼ばれる軸索突起の先端部は、細胞外環境に存在するガイダンス因子を読み取りながら、正確な道筋をたどって移動していきます。一方、損傷を受けた成体の脳脊髄では、軸索突起を反発する因子が産生されて、神経回路の再生が阻害されます。このような発生と再生過程での成長円錐の動きは、類似した分子メカニズムによって制御されています。当チームは、成長円錐の運動制御機構を明らかにするために、ガイダンス因子、細胞内シグナル、細胞骨格、細胞接着および細胞膜ダイナミクスの働きを研究しています。本研究で得られた知見は、神経回路構築の基本原理の解明および神経回路修復へ向けた新戦略の開発に貢献します。

ガイダンス因子に遭遇した成長円錐は、片側の細胞質(オレンジ色の領域)でCa2+濃度を上昇させて、移動方向を転換します。成長円錐の旋回方向は、Ca2+の供給源に依存します。Ca2+の下流で引き起こされる非対称的なエキソサイトーシスとエンドサイトーシスが、それぞれ誘引と反発を駆動します。

主な発表論文 全て表示する

  1. 1

    Akiyama H, Fukuda T, Tojima T, Nikolaev VO, and Kamiguchi H.: "Cyclic nucleotide control of microtubule dynamics for axon guidance.", J Neurosci, 36(20), 5636-5649 (2016)

  2. 2

    Wada F, Nakata A, Tatsu Y, Ooashi N, Fukuda T, Nabetani T, and Kamiguchi H.: "Myosin Va and endoplasmic reticulum calcium channel complex regulates membrane export during axon guidance.", Cell Rep, 15(6), 1329-1344 (2016)

  3. 3

    Guy AT, Nagatsuka Y, Ooashi N, Inoue M, Nakata A, Greimel P, Inoue A, Nabetani T, Murayama A, Ohta K, Ito Y, Aoki J, Hirabayashi Y, and Kamiguchi H: "Glycerophospholipid regulation of modality-specific sensory axon guidance in the spinal cord.", Science, 349(6251), 974-977 (2015)

  4. 4

    Tojima T, Itofusa R, and Kamiguchi H: "Steering Neuronal Growth Cones by Shifting the Imbalance between Exocytosis and Endocytosis.", J Neurosci, 34(21), 7165-78 (2014)

  5. 5

    Tojima T, Hines JH, Henley JR, and Kamiguchi H: "Second messengers and membrane trafficking direct and organize growth cone steering.", Nat Rev Neurosci, 12(4), 191-203 (2011)

  6. 6

    Akiyama H, and Kamiguchi H: "Phosphatidylinositol 3-kinase facilitates microtubule-dependent membrane transport for neuronal growth cone guidance.", J Biol Chem, 285(53), 41740-8 (2010)

  7. 7

    Tojima T, Itofusa R, and Kamiguchi H: "Asymmetric clathrin-mediated endocytosis drives repulsive growth cone guidance.", Neuron, 66(3), 370-7 (2010)

  8. 8

    Tamada A, Kawase S, Murakami F, and Kamiguchi H: "Autonomous right-screw rotation of growth cone filopodia drives neurite turning.", J Cell Biol, 188(3), 429-41 (2010)

  9. 9

    Akiyama H, Matsu-ura T, Mikoshiba K, and Kamiguchi H: "Control of neuronal growth cone navigation by asymmetric inositol 1,4,5-trisphosphate signals.", Sci Signal, 2(79), ra34 (2009)

  10. 10

    Tojima T, Akiyama H, Itofusa R, Li Y, Katayama H, Miyawaki A, and Kamiguchi H: "Attractive axon guidance involves asymmetric membrane transport and exocytosis in the growth cone.", Nat Neurosci, 10(1), 58-66 (2007)

プレスリリース 全て表示する