神経成長機構研究チーム

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。

研究テーマ

• 神経軸索の成長とガイダンスを制御する細胞内シグナル
• 成長円錐を駆動する細胞骨格と細胞膜のダイナミクス
• 神経回路の構築を制御する脂質と糖鎖

主要論文

1. Tojima, T., Hines, J.H., Henley, J.R., and Kamiguchi, H.:
   "Second messengers and membrane trafficking direct and organize growth cone steering"
   Nature Reviews Neuroscience 12, 191-203 (2011)
2. Akiyama, H. and Kamiguchi, H.:
   "Phosphatidylinositol 3-kinase facilitates microtubule-dependent membrane transport for neuronal growth cone guidance."
   The Journal of Biological Chemistry 285, 41740-41748 (2010)
3. Tojima, T., Itofusa, R., and Kamiguchi, H.:
   "Asymmetric clathrin-mediated endocytosis drives repulsive growth cone guidance."
   Neuron 66, 370-377 (2010)
4. Tamada, A., Kawase, S., Murakami, F., and Kamiguchi, H.:
   "Autonomous right-screw rotation of growth cone filopodia drives neurite turning."
   The Journal of Cell Biology 188, 429-441(2010)
5. Akiyama, H., Matsu-ura, T., Mikoshiba, K., and Kamiguchi, H.:
   "Control of neuronal growth cone navigation by asymmetric inositol 1,4,5-trisphosphate signals."
   Science Signaling 2, ra34 (2009)
6. Tojima, T., Itofusa, R., and Kamiguchi, H.:
   "The nitric oxide-cyclic GMP pathway controls the directional polarity of growth cone guidance via modulating cytosolic Ca2+ signals."
   The Journal of Neuroscience 29, 7886-7897 (2009)
7. 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."
   Nature Neuroscience 10, 58-66 (2007)
8. Ooashi, N., Futatsugi, A., Yoshihara, F., Mikoshiba, K., and Kamiguchi, H.:
   "Cell adhesion molecules regulate Ca2+-mediated steering of growth cones via cyclic AMP and ryanodine receptor type3."
   The Journal of Cell Biology 170, 1159-1167 (2005)
9. Nishimura, K., Yoshihara, F., Tojima, T., Ooashi, N., Yoon, W., Mikoshiba, K., Bennett, V., and Kamiguchi, H.:
   "L1-dependent neuritogenesis involves ankyrinB that mediates L1-CAM coupling with retrograde actin flow."
   The Journal of Cell Biology 163, 1077-1088 (2003)
10. Nakai, Y. and Kamiguchi, H.:
    "Migration of nerve growth cones requires detergent-resistant membranes in a spatially defined and substrate-dependent manner."
    The Journal of Cell Biology 159, 1097-1108 (2002)