Investigation of the Role of Kinesins in Axonal Transport of Potassium Channel Kv1

膜電位驅動型的鉀離子通道對於神經細胞中的動作電位之構成及其發生頻率之調控扮演著極重要的角色。適量的鉀離子通道於正確的位置，適切地表達使得個別神經細胞得以展現其特有的性質。假若破壞他們的區域分佈而造成神經傳導的改變，可能造成神經性的病變。值得注意的是，不同之膜電位驅動型的鉀離子通道於神經細胞內具有獨特的次細胞層級分佈，其中Kv1 通道在中樞神經?胞中主要集中於軸突和突觸末端。雖然神經細胞Kv1 通道極化傳輸的分子機制已被廣泛的研究，但究竟是哪一種驅動分子負責Kv1 的軸突傳送卻仍然未知。由於驅動蛋白kinesins 是以微管為憑藉來進行前進式軸突傳送的驅動分子，因此本計畫的目標即為探究「Kv1 是由特殊驅動蛋白傳送至軸突」這一假說，若此為真，本計畫也將研究此一特殊驅動蛋白之機制如何來調控Kv1 的運送。為了達成這些目標，我們提出以下的實驗方案來執行：(1) 鑑別Kv1 鉀離子通道之軸突傳送所需的特殊驅動蛋白表達於神經細胞中的原型驅動蛋白Kif5 參與多種蛋白的軸突傳送。由於我們的先期研究資料顯示，Kv1.3 能特定地與Kif5 作用於生物體外的環境下，我們將進一步檢驗是否這兩種蛋白質在神經細胞中也會形成複合體。為了確認生化實驗的結果，我們將會以利用顯著抑制型的Kif5 突變體及微型干擾RNA 的功能性測試方式來檢定Kv1 的軸突傳送是否遭到阻斷。(2) 探究媒介Kv1-kinesin 結合的重要區段由於Kif5 和Kv1.3 在生物體外的環境下會互相結合，我們將會製備並表達刪除了這兩種蛋白質中不同區段的重組基因，經由免疫共沉澱的實驗來檢定形成離子通道-驅動蛋白複合體中不可缺少的區段。我們也計畫以觀察上述突變鉀離子通道於神經細胞培養中的表現形式來檢視他們是否仍與Kif5 分佈於相同位置。吾人希望經由鑑別出維持Kv1 通道軸突傳送的驅動蛋白機轉，能拓展我們對於不對稱的離子通道分佈如何調控在複雜神經網絡中精確訊息傳導的有限知識。

Project ID:PA9708-0512
External Project ID:NSC96-2311-B182-003-MY2