ニューロフィラメントの構造と機能

ニューロフィラメント(Neurofilmant, NF) は、
神経細胞の細胞質に存在するIV型中間径フィラメントに分類されます。
これらは直径10 nm(2)、長さが0.6 - 42μm(1)のタンパク質重合体です。
ニューロフィラメントは、微小管(約25 nm)および
アクチンフィラメント(7 nm)と共に神経細胞の細胞骨格を形成します。
主に軸索の構造的な支持を提供し、軸索の直径を調整することで(3)、
神経伝導速度に影響を与えると考えられています。
ニューロフィラメントを構成するタンパク質は
ニューロフィラメントタンパク質NF-L、NF-M、NF-H(4)
α-インターネキシン(α-internexin)で構成されます。
タイプIV中間径フィラメント遺伝子には、
他の中間径フィラメント遺伝子配列には見られない
2つの特異なイントロンが共通して含まれており、
1つの原始的なタイプIV遺伝子から進化的に由来したことを示唆しています。

神経細胞の細胞質内に伸びるいかなるタンパク質性フィラメントも
ニューロフィブリル(neurofibril)と呼ばれることがあります(5)。
この名称は、一部の神経変性疾患に見られる神経原線維変化にも使用されます。

ニューロフィラメントたんぱく質の機能は
- 軸索の径の調整(42)
- 軸索流(axonal flow)(遅い輸送)(43)
- 軸索内輸送(axonal transport)(速い輸送)(44)
- ミトコンドリアの固定、配置(45,46)
- ミエリン関連糖たんぱく質との相互作用(47)
これらが挙げられています(32)。

ニューロフィラメントのタンパク質組成は、動物門によって大きく異なります。
哺乳類のニューロフィラメントについて最も多くのことが知られています。
歴史的に、哺乳類のニューロフィラメントは、
- 低分子量(low molecular weight)のNF-L
- 中分子量(medium molecular weight)のNF-M
- 高分子量(high molecular weight)のNF-H
これら3つのタンパク質で構成されていると考えられてきました。
これらのタンパク質は軸索輸送の研究から発見され、
ニューロフィラメントトリプレット(neurofilament triplet)。
このように呼ばれることがよくあります(6)。
しかし、現在ではニューロフィラメントが
タンパク質α-インターネキシン(α-internexin)を含むことや(7)、
末梢神経系のニューロフィラメントが
タンパク質ペリフェリン(peripherin)を含むことが明らかになっています(8)。
したがって、哺乳類のニューロフィラメントは、
NF-L、NF-M、NF-H、α-インターネキシン、およびペリフェリンという
最大5種類の異なるタンパク質からなるヘテロポリマーです。

5種類のニューロフィラメントタンパク質は、
異なる神経細胞タイプや発生段階において、
さまざまな組み合わせで共重合します。
特定の神経細胞におけるニューロフィラメントの正確な組成は、
その時点で細胞内でのニューロフィラメントタンパク質の
相対的な発現レベルに依存します。
例えば、発達中のニューロンではNF-Hの発現は低く、
髄鞘化された軸索を持つニューロンでは出生後に増加します(9:Figure 1D)。
成人の神経系では、小さな無髄軸索のニューロフィラメントは
ペリフェリンを多く含み、NF-Hを少なく含むのに対し、
大きな髄鞘化された軸索のニューロフィラメントはNF-Hを多く含み(9)、
ペリフェリンを少なく含みます。
また、III型中間径フィラメントのサブユニットであるビメンチン(vimentin)は、
発達中のニューロンや成人のごく一部の特殊なニューロン、
例えば網膜の水平ニューロンでIV型タンパク質と関連して発現します。

ニューロフィラメントサブタイプの
アミノ酸数と分子量と電荷量(charge(32:Table 1))
Peripherin 470(Amino acids)、53.7(kDa)、-15
α-Internexin 499(Amino acids)、55.4(kDa)、-14
NF-L 543(Amino acids)、61.5(kDa)、-11
NF-L 916(Amino acids)、102.5(kDa)、-64
NF-L 1020(Amino acids)、111.9(kDa)、-49

トリプレットタンパク質は、その相対的なサイズ
(低分子量、中分子量、高分子量)に基づいて命名されています。
SDS-PAGEによって測定されたこれらのタンパク質の見かけの分子量は、
アミノ酸配列から予測される質量よりも大きくなります。
これは、これらのタンパク質の異常な電気泳動移動によるもので、
特にNF-MおよびNF-Hにおいて顕著です。こ
れは、これらのタンパク質が高含量の荷電アミノ酸を持ち、
さらにリン酸化が広範囲に行われているためです。

3つのニューロフィラメントトリプレットタンパク質すべてが、
グルタミン酸およびリシン残基に富んだ長いポリペプチド配列を含んでおり、
NF-M、特にNF-Hは、複数のタンデムに繰り返された
セリンリン酸化部位を持っています。
これらの部位はほぼすべて、リシン-セリン-プロリン(KSP)ペプチドを含み、
リン酸化は通常、軸索上のニューロフィラメントに見られ、
樹状突起には見られません。ヒトのNF-Mには13個のKSP部位が存在し、
一方でヒトのNF-Hは2つのアレルから発現され、
そのうちの1つは44個、もう1つは45個のKSP繰り返しを持っています(11)。
このKSP繰り返し構造はNF-Hで特異的に多く、そのリン酸化は
軸索の径を決定する上で重要な役割を果たします(10)。


他の中間径フィラメントタンパク質と同様に、
ニューロフィラメントタンパク質は
共通の中心アルファヘリックス領域(ロッドドメイン)を共有し、
このロッドドメインは主に構造が未確定な
すなわち翻訳後装飾を受けやすいアミノ末端(N末端)および
カルボキシ末端ドメイン(C末端)に挟まれています(12:Fig.1)。
ニューロフィラメントタンパク質のロッドドメインは二量体化し、
アルファヘリックスのコイルドコイル構造を形成します(13)。
二量体がずれた反平行な形で結合すると四量体が形成され、
この四量体がニューロフィラメントの
基本的なサブユニット(つまり構成単位)であると考えられています(14)。
四量体サブユニットは横方向に結合してユニット長フィラメントを形成し、
それらが端と端で結合して成熟した
ニューロフィラメントポリマーを形成しますが、
これらのサブユニットのポリマー内での正確な配置は、
異質なタンパク質組成やニューロフィラメントおよび
ニューロフィラメントタンパク質を結晶化できないことから、
未だ明らかにされていません。
構造モデルでは、フィラメントの断面に8つの四量体
(つまり32本のニューロフィラメントポリペプチド)があると
仮定されていますが(15)、線質量密度の測定からこれは
変動する可能性があることが示唆されています。

ニューロフィラメントタンパク質のアミノ末端ドメインには
多数のリン酸化部位が含まれており、
フィラメントの組み立て中にサブユニット相互作用
重要な役割を果たしていると考えられています。
比較的弱い結合を形成し、リン酸化によって結合活性が抑えられます(51)。
従って、N末端のリン酸化はニューロフィラメント線維化の
一つの抑制因子として機能している可能性があります(52)。
一方、
カルボキシ末端ドメインは、
アルファヘリックスやベータシートを欠いた
本質的に無秩序なドメインであるとされています。
ニューロフィラメントタンパク質の異なるサイズは、
主にカルボキシ末端ドメインの長さの違いによるものです(12:Fig.1)。
これらのドメインは酸性および塩基性アミノ酸残基に富んでいます。
NF-MおよびNF-Hのカルボキシ末端ドメインは最も長く、
in vivoでリン酸化や糖鎖付加(グリコシル化)などの
翻訳後修飾を受けやすい性質を持っています(16:Figure 3)。
NF-HのC末端部分では50か所のリン酸化がみられます(49)。
装飾部分は特異的にKSPドメイン(Lys-Ser-Pro domain)です(64:Fig.1)。
NF-MではKSPドメインの繰り返しが6～15。
NF-Hではそれが40～51です(16)。
これらのリン酸化は結合する以下のリガンドが影響を与えます。
- protein 14-3-3(66)
- synapsin(67)
- brain spectrin(68)
リン酸化はN末端、C末端ドメインで異なる酵素が行います(69)。
C末端のリン酸化に関わる酵素は以下です。
- Cyclin-dependent kinase 5(70)
- The proline-directed kinases(71)

中間系フィラメント全体の転写翻訳後の装飾に関しては
総括されていますが(50)、ニューロフィラメントに関しては
あまり良く調べられていません(18,51)。
その中で明らかな事として
NF-LのC末端のリン酸化はニューロフィラメント同士の相互作用。
これを高め、バンドル(束)化することがわかっています(54,55)。
加えて、NF-LのC末端のリン酸化は
細胞骨格にラダー(梯子)、格子(Lattice)構造を作り、
成熟した軸索を支持して、軸索物質輸送に関与します(56)。

C端末ドメインはフィラメントの骨格から放射状に突出し、
ボトルブラシの毛に類似した、高度に帯電した
未構造化ドメインの密集した境界を形成します(17)(18;FIGURE 1)。
これらのエントロピー的に揺れ動くドメインは、
各フィラメントの周囲に繊維構造が形成できない排他ゾーンを確保し、
フィラメント間の間隔を実質的に広げる役割があると提案されています。
このようにして、カルボキシ末端の突出部は
ニューロフィラメントポリマーの空間充填特性を最大化します。
電子顕微鏡では、これらのドメインはサイドアーム(側突起)(19)として観察され、
隣接するフィラメントに接触しているように見えます。

ニューロフィラメントは引張応力が加わったとき、
平均で従来長さの2.6倍、最大で3.6倍伸長することができます。
それに伴い、フィラメント径は縮小します(63)。
このような柔軟な機械的特性を繊維構造として有します。


ニューロフィラメントは脊椎動物のニューロン、特に軸索で高濃度に存在し、
軸索の長軸に沿って平行に配列し、連続して重なり合う構造を形成しています。
ニューロフィラメントは、軸索の直径を増加させる
空間充填構造として機能すると提案されています。
その寄与は、軸索内のニューロフィラメントの数と
その詰まりの密度によって決まります。
軸索内のニューロフィラメントの数、軸索の径は、
ニューロフィラメント遺伝子の発現(20)、
および軸索輸送によって決定されると考えられています。
一方、フィラメントの詰まり密度は、カルボキシルC末端構造による
隣接するフィラメント間の間隔を決定する側突起によって決まります。
側突起のリン酸化は、その伸展性を増加させ、
隣接するフィラメント間の間隔を広げると考えられています(21)。
これは、隣接するフィラメントの側突起間に
二価の陽イオンが結合することによるものです(22,53)。
但し、リン酸化サイトに異常が出ると、
このリン酸化はフィラメント間の適切な配置に関わるため、
たんぱく質同士の凝集を促します。
これがアルツハイマー病やALSで見られます(39)。
ただ、たんぱく質凝集の分子メカニズムは詳細には未理解です(18)。
推測として、アルミニウムイオン関与が指摘されています(57,58)。
このような凝集はフィラメント構造の異常だけが
原因ではないかもしれません。
フィラメントは定期的に代謝回転して入れ替わっているため
フィラメントの分解機能、酵素の機能低下、発現量低下によって
異常なフィラメントの蓄積が生じる可能性があります。
- Gigaxonin(59)
- TRIM2(60)
- Autophagy(61)
- Calpain-mediated degradation(62)
これらがニューロフィラメント分解に関わります。
ニューロフィラメントの凝集はぐるぐる巻きのように生じるとされます(18)。
こうした折りたたまれた状態での凝集は
NF-M、NF-Lでは繊維間の距離を調整するC端末の分子量が大きく、
側突起(Brush構造)の数も多いため、単一の構造変異が構造の安定性に
大きく影響を与える可能性は低いと考えられますが、
NF-Lはこの部分が極端に短く、N末端がリン酸化されたときに
この接合部分の活性が低下することから
NF-L異常依存での凝集が多いと推定しました。
NF-Lの機械的強度が相対的に低い(18)ことも理由の一つです。
但し、ALS-linked miRNAsとして
NF-M、NF-Hの発現レベルが亢進されることも示されています(63)。


ニューロフィラメントの3' UTR非翻訳領域が翻訳される
フレームシフト変異より追加されたアミノ酸が
神経変性疾患病理の一つであるアミロイドたんぱく質原生がある
このことが確認されています(40)。

ニューロフィラメントのサブタイプには健康のための黄金律があります。
NF-L;NF-M:LF-H = 7:3:2です(32,41)。
低分子量のニューロフィラメントが相対的増えると
神経病理を抱えるリスクが上がります。
ALSでは3倍以上の程度で変わるかもしれません(41)。
低分子量のニューロフィラメントが増えると
繊維構造としての不連続性が高まるため、
繊維構造を通した物質の伝達効率(時間、エネルギー)が顕著に低下します(41)。
これが神経細胞の機能を低下させる可能性があるため、
分子量の大きなミディアム、ハイのニューロフィラメントの
相対的な量が維持され、適切に配置されることが重要です。


発生の初期段階では、軸索は比較的少数の
ニューロフィラメントを含む細い構造を持っています。
髄鞘化される軸索では、より多くのニューロフィラメントが蓄積し、
それによって直径が拡大します。軸索が成長し、標的細胞と接続した後、
その直径は約100倍(0.1–10 μm)変化することがあります(23)。
これは、神経細胞体から輸送されるニューロフィラメントの数の増加
およびその輸送速度の低下によって引き起こされます。
成熟した髄鞘化軸索では、ニューロフィラメントが
細胞質構造の中で最も豊富な要素となり、
軸索断面積の大部分を占めることがあります。
例えば、大型の髄鞘化軸索では、
1断面内に数千本のニューロフィラメントが存在することがあります(24)。


ニューロフィラメントは軸索内で構造的役割を果たすだけでなく、
軸索輸送の貨物としての役割も果たします(1)。
軸索内のニューロフィラメントタンパク質のほとんどは
神経細胞体で合成され、15-30分程度迅速に
ニューロフィラメントポリマーへと組み立てられます(26)。
これらの組み立てられたニューロフィラメントポリマーは、
微小管モータープロテインによって駆動される
微小管トラックに沿って軸索内を輸送されます(27)。
フィラメントは両方向に移動します。すなわち、
軸索先端に向かう主にキネシンによる順行性(anterograde)(28)と
細胞体に向かうダイニンによる逆行性(retrograde)(25)です。
ただし、総合的な移動方向は順行性です。
短い時間スケール(数秒から数分)では、
順行性輸送、逆行性輸送それぞれで
フィラメントは最大で6.6、7.8μm/sの速度で移動しますが、
平均速度は0.9、1.2μm/sです(29)。
従って、逆行性輸送のほうがやや速いです。
しかし、長い時間スケール(数時間から数日)では、
移動速度は非常に遅くなります。これは、移動が非常にまれであり、
長い停止によって移動が中断された間欠性輸送のためです(30;Figure 2)。
この停止は側突起(side arm)によって生じるかもしれません(16:Figure 5)。
したがって、長い時間スケールでは、
ニューロフィラメントは軸索輸送の遅い成分として移動します(31)。
速度を非常に動的に変えている理由ははっきりしませんが、
エネルギーの節約と定在による局所的な修復と迅速な修復。
これらを兼ね備えるためであるかもしれません。


上述したようにニューロフィラメントでは
発達した軸索では数千本程度含まれることがありますから、
軸索の中で特異的に含まれる物質として最も多いです。、
従って、神経連結、軸索の障害の最も感度の高いバイオマーカー。
それが期待されます。
実際に
- 多発性硬化症
- アルツハイマー病
- 前頭側頭型認知症
- 筋萎縮性側索硬化症
- 脳卒中および脳血管疾患
- 外傷性脳損傷
- パーキンソン病
これらの疾患のためのバイオマーカーとして着目されています(32)。
臨床現場での利用を目指して取り組みが進められています(33)。

サブタイプの中で特に感度が高いとして着目されるのが
低分子量のニューロフィラメント(NF-L)です(32)。
脳脊髄液に比べて、血中は低濃度です。
信頼できるほどの量においては不十分なものの(64)、
血中での検出の試みが近年、研究レベルで行われています(34)。

ニューロフィラメントをバイオマーカーとして利用する際に
最も重要な事として特筆すべきことは、
これは軸索に最も豊富にある物質であることから
軸索損傷(Axonal injury)。
それを概念化するウィラー変性(Wallerian degeneration)。
これについてより詳しく考える事です(35)。
この軸索は神経細胞から1つしか出ないが、
軸索末端（axon terminal）構造は
プルキンエ細胞では最大で数万本あります。
この枝状構造にはニューロフィラメントがあり、
その最も基本的な茎の部分にあたる軸索も再生できます(36)。
このことは、神経細胞死よりも軸索損傷のほうが先発する。
すなわち、神経炎症、損傷の初期を掌握するのに優れます。
従って、その軸索、その末端に最も多く含まれる材料と考えられる
ニューロフィラメントをバイオマーカーとすることは、
初期段階も含めて病気の程度を感度良く評価する。
このことに優れる可能性があります。

但し、神経系の再構築はおそらく恒常的に生じることと
高齢になればそれが活発なります。
例えば、NfLの脳脊髄液中の参照量は
50歳では20歳の2.5倍、70歳では5倍となります(65)。
他の慢性腎疾患や肥満なども影響を与えます。
従って、交絡因子が多く、
診断としての独立性、特異性に欠けるという課題があります(37,38)。
実際にアルツハイマー病で確認されたところ、
ニューロフィラメントの断片が脳脊髄液で確認され、
領域によっては優位に高い部分も見られましたが、
コントロール群でも高値の場合もありました(48:Figure 3)。




(参考文献)
(1)
Atsuko Uchida a,†, Juan Peng b, Anthony Brown a
Regulation of neurofilament length and transport by a dynamic cycle of phospho-dependent polymer severing and annealing
Mol Biol Cell. 2023 Jun 1;34(7):ar68
(2)
Aidong Yuan 1,2,*, Mala V Rao 1,2, Veeranna 1,2, Ralph A Nixon 1,2,3,*
Neurofilaments at a glance
J Cell Sci. 2012 Jul 15;125(14):3257–3263.
(3)
P N Hoffman, J W Griffin, D L Price
Control of axonal caliber by neurofilament transport
J Cell Biol. 1984 Aug;99(2):705-14. 
(4)
K Nishizaki 1, M Anniko
Expression of subtypes NF-L, NF-M and NF-H of neurofilament triplet proteins in the developing rat inner ear
ORL J Otorhinolaryngol Relat Spec. 1995 Jul-Aug;57(4):177-81
(5)
GEORGE H. PARKER 
What are neurofibrils?
THE AMERICAN NATURALIST VOL. LXIII Marich-April, 1929 No. 685
(6)
D A Carpenter 1, W Ip
Neurofilament triplet protein interactions: evidence for the preferred formation of NF-L-containing dimers and a putative function for the end domains
J Cell Sci. 1996 Oct:109 ( Pt 10):2493-8
(7)
Aidong Yuan 1,3,✉, Mala V Rao 1,3, Takahiro Sasaki 1, Yuanxin Chen 1,2, Asok Kumar 1,3, Veeranna 1,3, Ronald K H Liem 5, Joel Eyer 6, Alan C Peterson 7, Jean-Pierre Julien 8, Ralph A Nixon 1
α-Internexin Is Structurally and Functionally Associated with the Neurofilament Triplet Proteins in the Mature CNS
J Neurosci. 2006 Sep 27;26(39):10006–10019
(8)
Aidong Yuan 1, Takahiro Sasaki, Asok Kumar, Corrinne M Peterhoff, Mala V Rao, Ronald K Liem, Jean-Pierre Julien, Ralph A Nixon
Peripherin is a subunit of peripheral nerve neurofilaments: implications for differential vulnerability of CNS and peripheral nervous system axons
J Neurosci. 2012 Jun 20;32(25):8501-8. 
(9)
Waka Lin 1,4,∗, Shusaku Shiomoto 1, Saki Yamada 1, Hikaru Watanabe 1, Yudai Kawashima 1, Yuichi Eguchi 1, Koichi Muramatsu 1, Yuko Sekino 2,3
Dendritic spine formation and synapse maturation in transcription factor-induced human iPSC-derived neurons
iScience. 2023 Feb 27;26(4):106285. 
(10)
D Sun 1, C L Leung, R K Liem
Phosphorylation of the high molecular weight neurofilament protein (NF-H) by Cdk5 and p35
J Biol Chem. 1996 Jun 14;271(24):14245-51.
(11)
Veronika Skvortsova, Marya Shadrina, Petr Slominsky, Gleb Levitsky, Ekaterina Kondratieva, Anna Zherebtsova, Nina Levitskaya, Alexander Alekhin, Anna Serdyuk & Svetlana Limborska 
Analysis of heavy neurofilament subunit gene polymorphism in Russian patients with sporadic motor neuron disease (MND)
European Journal of Human Genetics volume 12, pages241–244 (2004)
(12)
Michael Khalil, Charlotte E. Teunissen, Markus Otto, Fredrik Piehl, Maria Pia Sormani, Thomas Gattringer, Christian Barro, Ludwig Kappos, Manuel Comabella, Franz Fazekas, Axel Petzold, Kaj Blennow, Henrik Zetterberg & Jens Kuhle 
Neurofilaments as biomarkers in neurological disorders
Nature Reviews Neurology volume 14, pages577–589 (2018)
(13)
C L Leung 1, R K Liem
Characterization of interactions between the neurofilament triplet proteins by the yeast two-hybrid system
J Biol Chem. 1996 Jun 14;271(24):14041-4.
(14)
Atsuko Uchida 1, Gülsen Çolakoğlu 1,1, Lina Wang 1,2, Paula C Monsma 1, Anthony Brown 1,3
Severing and end-to-end annealing of neurofilaments in neurons
Proc Natl Acad Sci U S A. 2013 Jul 2;110(29):E2696–E2705
(15)
Farah Kotaich 1,†, Damien Caillol 1,†, Pascale Bomont 1
Neurofilaments in health and Charcot-Marie-Tooth disease
Front Cell Dev Biol. 2023 Dec 18;11:1275155
(16)
Aidong Yuan 1,2, Mala V Rao 1,2, Veeranna 1,2, Ralph A Nixon 1,2,
Neurofilaments and Neurofilament Proteins in Health and Disease
Cold Spring Harb Perspect Biol. 2017 Apr;9(4):a018309. 
(17)
Atsuko Uchida, Paula C. Monsma, J. Daniel Fenn, Anthony Brown
Chapter 2 - Live-cell imaging of neurofilament transport in cultured neurons
Methods in Cell Biology Volume 131, 2016, Pages 21-90
(18)
Erika A Ding 1, Sanjay Kumar
Neurofilament Biophysics: From Structure to Biomechanics
Mol Biol Cell. 2024 May 1;35(5):
(19)
Rakwoo Chang 1, Yongkyu Kwak 1, Yeshitila Gebremichael 
Structural Properties of Neurofilament Sidearms: Sequence-Based Modeling of Neurofilament Architectur
Journal of Molecular biology Volume 391, Issue 3, 21 August 2009, Pages 648-660
(20)
P N Hoffman, D W Cleveland, J W Griffin, P W Landes, N J Cowan, D L Price
Neurofilament gene expression: a major determinant of axonal caliber
Proc Natl Acad Sci U S A. 1987 May;84(10):3472-6
(21)
J Eyer 1, J F Leterrier 1
Influence of the phosphorylation state of neurofilament proteins on the interactions between purified filaments in vitro.
Biochem J. 1988 Jun 15;252(3):655–660
(22)
Sanjay Kumara,1, Jan H. Hoh
Modulation of repulsive forces between neurofilaments by sidearm phosphorylation
Biochemical and Biophysical Research Communications 324 (2004) 489–496
(23)
Ana Rita Costa 1,†, Rita Pinto-Costa 1,2,†, Sara Castro Sousa 1, Mónica Mendes Sousa 1,*
The Regulation of Axon Diameter: From Axonal Circumferential Contractility to Activity-Dependent Axon Swelling
Front Mol Neurosci. 2018 Sep 4;11:319
(24)
Rawan M Nowier a, Anika Friedman a,†, Anthony Brown b,*, Peter Jung a
The role of neurofilament transport in the radial growth of myelinated axons
Mol Biol Cell. 2023 May 5;34(6):ar58.
(25)
Jennifer Motil 1, Walter K-H Chan, Maya Dubey, Pulkit Chaudhury, Aurea Pimenta, Teresa M Chylinski, Daniela T Ortiz, Thomas B Shea
Dynein mediates retrograde neurofilament transport within axons and anterograde delivery of NFs from perikarya into axons: regulation by multiple phosphorylation events
Cell Motil Cytoskeleton. 2006 May;63(5):266-86.
(26)
M M Black, P Keyser, E Sobel
Interval between the synthesis and assembly of cytoskeletal proteins in cultured neurons
J Neurosci. 1986 Apr;6(4):1004-12. 
(27)
L Wang 1, C L Ho, D Sun, R K Liem, A Brown
Rapid movement of axonal neurofilaments interrupted by prolonged pauses
Nat Cell Biol. 2000 Mar;2(3):137-41. 
(28)
Neethu Sunil 1, Sangmook Lee, Thomas B Shea
Interference with kinesin-based anterograde neurofilament axonal transport increases neurofilament-neurofilament bundling
Cytoskeleton (Hoboken). 2012 Jun;69(6):371-9. 
(29)
J Daniel Fenn 1, Christopher M Johnson 2, Juan Peng 3, Peter Jung 2, Anthony Brown 1
Kymograph analysis with high temporal resolution reveals new features of neurofilament transport kinetics
Cytoskeleton (Hoboken). 2018 Jan;75(1):22-41.
(30)
A Brown
Slow axonal transport: stop and go traffic in the axon
Nat Rev Mol Cell Biol. 2000 Nov;1(2):153-6.
(31)
Subhojit Roy 1, Pilar Coffee 2, George Smith 3, Ronald K H Liem 4, Scott T Brady 2, Mark M Black 1
Neurofilaments Are Transported Rapidly But Intermittently in Axons: Implications for Slow Axonal Transport
J Neurosci. 2000 Sep 15;20(18):6849–6861.
(32)
Michael Khalil, Charlotte E. Teunissen, Sylvain Lehmann, Markus Otto, Fredrik Piehl, Tjalf Ziemssen, Stefan Bittner, Maria Pia Sormani, Thomas Gattringer, Samir Abu-Rumeileh, Simon Thebault, Ahmed Abdelhak, Ari Green, Pascal Benkert, Ludwig Kappos, Manuel Comabella, Hayrettin Tumani, Mark S. Freedman, Axel Petzold, Kaj Blennow, Henrik Zetterberg, David Leppert & Jens Kuhle]
Neurofilaments as biomarkers in neurological disorders — towards clinical application
Nature Reviews Neurology volume 20, pages269–287 (2024)
(33)
Axel Petzold 1
The 2022 Lady Estelle Wolfson lectureship on neurofilaments
J Neurochem. 2022 Nov;163(3):179-219
(34)
Magnus Gisslén 1, Richard W Price 2, Ulf Andreasson 3, Niklas Norgren 4, Staffan Nilsson 5, Lars Hagberg 6, Dietmar Fuchs 7, Serena Spudich 8, Kaj Blennow 3, Henrik Zetterberg 9
Plasma Concentration of the Neurofilament Light Protein (NFL) is a Biomarker of CNS Injury in HIV Infection: A Cross-Sectional Study
EBioMedicine. 2015 Nov 22:3:135-140
(35)
Michael P. Coleman & Ahmet Höke
Programmed axon degeneration: from mouse to mechanism to medicine
Nature Reviews Neuroscience volume 21, pages183–196 (2020)
(36)
Rabia Akram 1, Haseeb Anwar 1, Muhammad Shahid Javed 2, Azhar Rasul 3, Ali Imran 4, Shoaib Ahmad Malik 5, Chand Raza 6, Ikram Ullah Khan 7, Faiqa Sajid 1, Tehreem Iman 1, Tao Sun 8, Hyung Soo Han 9, Ghulam Hussain 1,
Axonal Regeneration: Underlying Molecular Mechanisms and Potential Therapeutic Targets
Biomedicines. 2022 Dec 8;10(12):3186
(37)
Marisa Koini 1, Lukas Pirpamer 1, Edith Hofer 1 2, Arabella Buchmann 3, Daniela Pinter 3, Stefan Ropele 3, Christian Enzinger 3 4, Pascal Benkert 5, David Leppert 5, Jens Kuhle 5, Reinhold Schmidt 1, Michael Khalil 3
Factors influencing serum neurofilament light chain levels in normal aging
Aging (Albany NY). 2021 Dec 18;13(24):25729-25738.
(38)
Kathryn C Fitzgerald # 1 2, Elias S Sotirchos # 1, Matthew D Smith 1, Hannah-Noelle Lord 1, Anna DuVal 1, Ellen M Mowry 1 2, Peter A Calabresi 1 
Contributors to Serum NfL Levels in People without Neurologic Disease
Ann Neurol. 2022 Oct;92(4):688-698.
(39)
Axel Petzold 1
Neurofilament phosphoforms: surrogate markers for axonal injury, degeneration and loss
J Neurol Sci. 2005 Jun 15;233(1-2):183-98
(40)
Adriana P Rebelo 1, Alexander J Abrams 1, Ellen Cottenie 2, Alejandro Horga 2, Michael Gonzalez 1, Dana M Bis 1, Avencia Sanchez-Mejias 1, Milena Pinto 1, Elena Buglo 1, Kasey Markel 3, Jeffrey Prince 3, Matilde Laura 2, Henry Houlden 4, Julian Blake 5, Cathy Woodward 2, Mary G Sweeney 6, Janice L Holton 2, Michael Hanna 2, Julia E Dallman 3, Michaela Auer-Grumbach 7, Mary M Reilly 2, Stephan Zuchner 8
Cryptic Amyloidogenic Elements in the 3' UTRs of Neurofilament Genes Trigger Axonal Neuropathy
Am J Hum Genet. 2016 Apr 7;98(4):597-614.
(41)
Elisabetta Zucchi 1 2, Ching-Hua Lu 1 3, Yunju Cho 4, Rakwoo Chang 4, Rocco Adiutori 1, Irene Zubiri 1, Mauro Ceroni 5 6, Cristina Cereda 2, Orietta Pansarasa 2, Linda Greensmith 7, Andrea Malaspina 1, Axel Petzold 8 9 10
A motor neuron strategy to save time and energy in neurodegeneration: adaptive protein stoichiometry
J Neurochem. 2018 Sep;146(5):631-641
(42)
R J Lasek, M M Oblinger, P F Drake
Molecular biology of neuronal geometry: expression of neurofilament genes influences axonal diameter
Cold Spring Harb Symp Quant Biol. 1983:48 Pt 2:731-44.
(43)
J J Bray 1, R G Mills
Transport complexes associated with slow axonal flow
Neurochem Res. 1991 Jun;16(6):645-9.
(44)
C C J Miller 1, S Ackerley, J Brownlees, A J Grierson, N J O Jacobsen, P Thornhill
Axonal transport of neurofilaments in normal and disease states
Cell Mol Life Sci. 2002 Feb;59(2):323-30.
(45)
Benoit J Gentil 1, Sandra Minotti, Madeleine Beange, Robert H Baloh, Jean-Pierre Julien, Heather D Durham
Normal role of the low-molecular-weight neurofilament protein in mitochondrial dynamics and disruption in Charcot-Marie-Tooth disease
FASEB J. 2012 Mar;26(3):1194-203.
(46)
O I Wagner 1, J Lifshitz, P A Janmey, M Linden, T K McIntosh, J-F Leterrier
Mechanisms of mitochondria-neurofilament interactions
J Neurosci. 2003 Oct 8;23(27):9046-58
(47)
Suzanne M Dashiell 1, Sandra L Tanner, Harish C Pant, Richard H Quarles
Myelin-associated glycoprotein modulates expression and phosphorylation of neuronal cytoskeletal elements and their associated kinases
J Neurochem. 2002 Jun;81(6):1263-72
(48)
Melissa M Budelier 1,2, Yingxin He 1, Nicolas R Barthelemy 1, Hong Jiang 1,3,4, Yan Li 1, Ethan Park 5, Rachel L Henson 1,4, Suzanne E Schindler 1,4, David M Holtzman 1,3,4, Randall J Bateman 1,3,4,✉
A map of neurofilament light chain species in brain and cerebrospinal fluid and alterations in Alzheimer’s disease
Brain Commun. 2022 Feb 22;4(2):fcac045
(49)
Aidong Yuan 1, Linda Hassinger 2, Mala V Rao 1, Jean-Pierre Julien 3, Christopher C J Miller 4, Ralph A Nixon 5
Dissociation of Axonal Neurofilament Content from Its Transport Rate
PLoS One. 2015 Jul 24;10(7):e0133848. 
(50)
Natasha T Snider 1, M Bishr Omary 2
Post-translational modifications of intermediate filament proteins: mechanisms and functions
Nat Rev Mol Cell Biol. 2014 Mar;15(3):163-77. 
(51)
S Hisanaga 1, Y Gonda, M Inagaki, A Ikai, N Hirokawa
Effects of phosphorylation of the neurofilament L protein on filamentous structures
Cell Regul. 1990 Jan;1(2):237-48. 
(52)
Ya-Li Zheng 1, Bing-Sheng Li, Veeranna, Harish C Pant
Phosphorylation of the head domain of neurofilament protein (NF-M): a factor regulating topographic phosphorylation of NF-M tail domain KSP sites in neurons
J Biol Chem. 2003 Jun 27;278(26):24026-32
(53)
Joonseong Lee 1, Seonghoon Kim, Rakwoo Chang, Lakshmi Jayanthi, Yeshitila Gebremichael
Effects of molecular model, ionic strength, divalent ions, and hydrophobic interaction on human neurofilament conformation
J Chem Phys. 2013 Jan 7;138(1):015103.
(54)
Sangmook Lee 1, Harish C Pant 2, Thomas B Shea 1
Divergent and convergent roles for kinases and phosphatases in neurofilament dynamics
J Cell Sci. 2014 Sep 15;127(Pt 18):4064-77. 
(55)
Rishel Brenna Vohnoutka 1, Edward F Boumil 1, Yuguan Liu 2, Atsuko Uchida 3, Harish C Pant 4, Thomas B Shea 5
Influence of a GSK3β phosphorylation site within the proximal C-terminus of Neurofilament-H on neurofilament dynamics
Biol Open. 2017 Oct 15;6(10):1516-1527.
(56)
Thomas B Shea 1, Sangmook Lee
Neurofilament phosphorylation regulates axonal transport by an indirect mechanism: a merging of opposing hypotheses
Cytoskeleton (Hoboken). 2011 Nov;68(11):589-95
(57)
Jacob Kushkuley 1, Shailesh Metkar, Walter K-H Chan, Sangmook Lee, Thomas B Shea
Aluminum induces neurofilament aggregation by stabilizing cross-bridging of phosphorylated c-terminal sidearms
Brain Res. 2010 Mar 31:1322:118-23.
(58)
Rafael Grande-Aztatzi 1, Elena Formoso 2, Jon I Mujika 3, David de Sancho 4, Xabier Lopez 5
Theoretical characterization of Al(III) binding to KSPVPKSPVEEKG: Insights into the propensity of aluminum to interact with key sequences for neurofilament formation
J Inorg Biochem. 2020 Sep:210:111169. 
(59)
Bethany L Johnson-Kerner 1, Faizzan S Ahmad 2, Alejandro Garcia Diaz 3, John Palmer Greene 3, Steven J Gray 4, Richard Jude Samulski 4, Wendy K Chung 5, Rudy Van Coster 6, Paul Maertens 7, Scott A Noggle 2, Christopher E Henderson 8, Hynek Wichterle 9
Intermediate filament protein accumulation in motor neurons derived from giant axonal neuropathy iPSCs rescued by restoration of gigaxonin
Hum Mol Genet. 2015 Mar 1;24(5):1420-31
(60)
Martin Balastik 1, Francesco Ferraguti, André Pires-da Silva, Tae Ho Lee, Gonzalo Alvarez-Bolado, Kun Ping Lu, Peter Gruss
Deficiency in ubiquitin ligase TRIM2 causes accumulation of neurofilament light chain and neurodegeneration
Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Aug 19;105(33):12016-21
(61)
Mala V Rao 1 2, Sandipkumar Darji 1, Philip H Stavrides 1, Chris N Goulbourne 1, Asok Kumar 1, Dun-Sheng Yang 1 2, Lang Yoo 1, James Peddy 1 2, Ju-Hyun Lee 1 2, Aidong Yuan 1, Ralph A Nixon 1
Autophagy is a novel pathway for neurofilament protein degradation in vivo
Autophagy. 2023 Apr;19(4):1277-1292.
(62)
Peter K Stys 1, Qiubo Jiang
Calpain-dependent neurofilament breakdown in anoxic and ischemic rat central axons
Neurosci Lett. 2002 Aug 9;328(2):150-4.
(63)
L Kreplak 1, H Bär, J F Leterrier, H Herrmann, U Aebi
Exploring the mechanical behavior of single intermediate filaments
J Mol Biol. 2005 Dec 2;354(3):569-77
(64)
Michael Khalil, Charlotte E. Teunissen, Markus Otto, Fredrik Piehl, Maria Pia Sormani, Thomas Gattringer, Christian Barro, Ludwig Kappos, Manuel Comabella, Franz Fazekas, Axel Petzold, Kaj Blennow, Henrik Zetterberg & Jens Kuhle 
Neurofilaments as biomarkers in neurological disorders
Nature Reviews Neurology volume 14, pages577–589 (2018)
(65)
Aylin Yilmaz 1, Kaj Blennow 2 3, Lars Hagberg 1, Staffan Nilsson 4, Richard W Price 5, Judith Schouten 6, Serena Spudich 7, Jonathan Underwood 8, Henrik Zetterberg 2 3 9, Magnus Gisslén 1
Neurofilament light chain protein as a marker of neuronal injury: review of its use in HIV-1 infection and reference values for HIV-negative controls
Expert Rev Mol Diagn. 2017 Aug;17(8):761-770. 
(66)
Linqing Miao 1, Junlin Teng, Jiqiang Lin, Xianzhi Liao, Jianguo Chen
14-3-3 proteins interact with neurofilament protein-L and regulate dynamic assembly of neurofilament
J Cell Sci. 2013 Jan 15;126(Pt 2):427-36
(67)
J P Steiner, E Ling, V Bennett
Nearest neighbor analysis for brain synapsin I. Evidence from in vitro reassociation assays for association with membrane protein(s) and the Mr = 68,000 neurofilament subunit
J Biol Chem. 1987 Jan 15;262(2):905-14.
(68)
T Frappier 1, F Regnouf, L A Pradel
Binding of brain spectrin to the 70-kDa neurofilament subunit protein
Eur J Biochem. 1987 Dec 15;169(3):651-7. 
(69)
R A Nixon 1, R K Sihag
Neurofilament phosphorylation: a new look at regulation and function
Trends Neurosci. 1991 Nov;14(11):501-6.
(70)
Sashi Kesavapany 1, Bing-Sheng Li, Harish C Pant
Cyclin-dependent kinase 5 in neurofilament function and regulation
Neurosignals. 2003 Sep-Oct;12(4-5):252-64.
(71)
Ram K Sihag 1, Masaki Inagaki, Tomoya Yamaguchi, Thomas B Shea, Harish C Pant
Role of phosphorylation on the structural dynamics and function of types III and IV intermediate filaments
Exp Cell Res. 2007 Jun 10;313(10):2098-109