TPC2を介したCaシグナル伝達は、ゼブラフィッシュ胚の尾側一次運動ニューロンの軸索伸長に必要である

TPC2-mediated Ca signaling is required for axon extension in caudal primary motor neurons in zebrafish embryos.

• Chenxi Guo
• Sarah E Webb
• Ching Man Chan
• Andrew L Miller

抄録

最近、ゼブラフィッシュでは、神経筋活動の調整に重要なイベントの一つである初期脊髄回路の形成過程において、2孔チャネルタイプ2（TPC2、）を介したCa放出の役割が明らかにされた。ここでは、我々の研究を発展させて、尾状一次運動ニューロン(CaP)軸索伸長の制御におけるTPC2の役割を調べた。我々は、TPC2ノックダウンと翻訳阻害モルフォリノアンチセンスオリゴヌクレオチド（MO）の組み合わせを使用した。CRISPR/Cas9遺伝子導入によるゼブラフィッシュ変異株の作製によるTPC2ノックアウトと、バフィロマイシンA1（H-ATPase阻害剤）または-ned-19（NAADP受容体拮抗剤）とのインキュベーションによるTPC2の薬理学的阻害により、CaPのCaシグナル伝達を減衰させ、軸索伸長を抑制することを示した。また、一次培養で増殖したCaPの転写産物の発現を調べたところ、CaPのCaシグナル伝達を阻害し、軸索伸長を抑制することがわかった。また、MO を介して ARC1-like をノックダウンすると、CaP 成長円錐体の Ca 信号が減衰し、軸索伸長が抑制された。これらの新しいデータは、ゼブラフィッシュの軸索伸長時におけるARC1-like、TPC2、Caシグナル伝達の関連性を示唆している。

The role of two-pore channel type 2 (TPC2, encoded by )-mediated Ca release was recently characterized in zebrafish during establishment of the early spinal circuitry, one of the key events in the coordination of neuromuscular activity. Here, we extend our study to investigate the role of TPC2 in the regulation of caudal primary motor neuron (CaP) axon extension. We used a combination of TPC2 knockdown with a translation-blocking morpholino antisense oligonucleotide (MO), TPC2 knockout via the generation of a mutant line of zebrafish using CRISPR/Cas9 gene-editing and pharmacological inhibition of TPC2 via incubation with bafilomycin A1 (an H-ATPase inhibitor) or -ned-19 (an NAADP receptor antagonist), and showed that these treatments attenuated CaP Ca signaling and inhibited axon extension. We also characterized the expression of an transcript in CaPs grown in primary culture. MO-mediated knockdown of ARC1-like led to attenuation of the Ca transients in the CaP growth cones and an inhibition of axon extension. Together, our new data suggest a link between ARC1-like, TPC2 and Ca signaling during axon extension in zebrafish.

© 2020. Published by The Company of Biologists Ltd.