PC12細胞における神経突起の伸長およびナトリウムチャネル発現に対するNGF、FGF、EGF、cAMP、およびデキサメタゾンの微分効果

PC12細胞は、神経成長因子（NGF）によって交感神経類のようなニューロンに分化するように作られる可能性のある褐色細胞腫細胞株です。NGF誘導分化の重要な成分は、活動電位とナトリウムチャネルの開発です。全細胞クランプを使用して、NGFがナトリウムチャネル密度の5〜6倍の増加を生成することを確認しました。NGFによって誘発されるナトリウムチャネルは、NGFで処理されていない細胞のチャネルと違いはありません。他の細胞型のナトリウムと同様です。PC12細胞を交感神経様ニューロンに分化させる別の成長因子である基本的な線維芽細胞成長因子（FGF）も、処理され、処理されていないPC12細胞の細胞と区別できないチャネルと区別できないチャネルと、ナトリウム電流密度の5〜6倍の増加を生成します。NGF。基本的なFGFは、ナトリウムチャネル密度の同じまたはやや大きな増加を生成しますが、神経突起の伸長ははるかに少なくなります。対照的に、表皮成長因子は神経突起の伸長を引き起こすことはありませんが、ナトリウムチャネル密度の小さな再現性の高い増加を誘発します。環状アンプは、スパイクのようなプロセスを生成しますが、神経突起は生成されず、ナトリウム電流とナトリウム電流密度の減少をもたらします。合成グルココルチコイドであるデキサメタゾンは、ナトリウム電流とナトリウム電流密度の増加を阻害しますが、NGFによって誘発される神経突起の伸長に拮抗しません。したがって、NGFと基本的なFGFによって誘導されるナトリウムチャネル発現の増加は、神経突起の伸長につながる形態の変化と類似していますが、明らかにそれらに依存しません。結果は、ニューロン分化のさまざまな側面が微小環境によって独立して調節される可能性があることを示しています。

PC12 cells are a pheochromocytoma cell line that can be made to differentiate into sympatheticlike neurons by nerve growth factor (NGF). An essential component of the NGF-induced differentiation is the development of action potentials and sodium channels. Using whole-cell clamp we have confirmed that NGF produces a 5- to 6-fold increase in sodium channel density. The sodium channels induced by NGF are not different from those in cells not treated with NGF and are similar to those in other cell types. Basic fibroblast growth factor (FGF), another growth factor that causes PC12 cells to differentiate into sympathetic-like neurons, also produces a 5- to 6-fold increase in sodium current density with channels indistinguishable from those in PC12 cells treated and not treated with NGF. Basic FGF produces the same or somewhat larger increase in sodium channel density but much less neurite outgrowth. In contrast, epidermal growth factor does not produce neurite outgrowth but induces a small, reproducible increase in sodium channel density. Cyclic AMP produces spike-like processes but not neurites and results in a decrease in sodium current and sodium current density. Dexamethasone, a synthetic glucocorticoid, inhibits the increase in sodium current and sodium current density but does not antagonize the neurite outgrowth induced by NGF. Thus, although the increase in sodium channel expression induced by NGF and basic FGF parallels the changes in morphology that lead to neurite outgrowth, it clearly does not depend on them. The results show that different aspects of neuronal differentiation might be independently regulated by the microenvironment.