Functional characterization of nascent HDL generation
| Project/Area Number |
23K23525
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| Project/Area Number (Other) |
22H02258 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木村 泰久 京都大学, 農学研究科, 准教授 (10415143)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安部 真人 愛媛大学, 農学研究科, 准教授 (30543425)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 善玉コレステロール / ＡＢＣタンパク質 / 高密度リポタンパク質 / 膜輸送体 / HDL / コレステロール / ABCA1 / ABCタンパク質 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究はヒトのコレステロール恒常性維持機構を分子レベルで解明し、動脈硬化症の発症予防や治療に資する知見を得ることが目的である。この目的達成のため、末梢組織のコレステロール減少を担うHDLの産生機構を分子レベルで理解する。本研究期間内ではHDL形成の初期反応を担う脂質輸送体(ABCA1)を生化学的手法によって解析する。また研究分担者が合成するユニークな非天然型脂質を駆使し、輸送機構の詳細な理解を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
高密度リポタンパク質(HDLは)末梢で余剰となったコレステロールを肝臓へと輸送する唯一の経路であり、血中量や産生量が動脈硬化症の発症と負に相関することから、善玉コレステロールとして広く知られている。HDLはATP依存的な能動輸送体(ABCA1)によって産生されるが、その詳細は不明である。2023年度の研究では、ABCA1によるHDL形成が膜脂質の一種、ホスファチジルセリン(PS)依存的であり、コレステロールを選択的に輸送していることを明らかにした(Sakata. J. Biochem)。
ABCA1がHDLを形成する際にどのような脂質を輸送するのかは不明であったが、本研究によってABCA1は実際にコレステロールを輸送基質として認識し、積極的に輸送している事が明らかとなった。本成果はHDL形成反応の詳細を解き明かした研究であり、重要な知見である。
本研究ではABCA1をヒト培養細胞に発現させ、高品質の精製標品を取得した。精製ヒトABCA1を人工リン脂質膜(リポソーム)に再構成し、ATP加水分解活性を指標に様々な脂質の影響を解析した。その結果、ABCA1の活性には負電荷をもつリン脂質が必須であり、負電荷脂質非存在下では、ほぼ活性を示さないことが明らかとなった。さらに負電荷脂質存在下でのみコレステロールによって活性が上昇することが明らかとなった。細胞に存在する負電荷脂質は主にPSであることから、PSを中心に検討を行った結果、アシル鎖に対する選択性はほぼないと考えられた。また、ステロールに対する特性を評価した結果、ABCA1は植物性ステロールを輸送基質として認識しないことが示唆された。
天然型リン脂質では構造に限りがあるため、共同研究者が合成したユニークなPSを用いて活性制御に重要な化学構造の比較検討を実施している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究はおおむね順調に進行している。研究2年度目ではABCA1の活性がホスファチジルセリン依存的であることを明らかにし、論文発表を行った。また、様々な種類のABCタンパク質が輸送する脂質を網羅的に解析する技術の開発に成功し、ABCタンパク質の一部が脂溶性ビタミンの一部を輸送する可能性を明らかにすることができた(藤村 第46回 日本分子生物学会年会)。本研究年度では目標通りABCA1によるHDL形成機構の詳細を明らかにしたことに加え、汎用的な解析系の開発に成功したことから、進捗は順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は研究分担者が合成する非天然型脂質を用い、PSによるABCA1の活性制御機構についてさらに詳細に解析する予定である。また、HDL合成反応の人工再現に取り組む計画である。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] 生体膜脂質のダイナミクスと膜輸送担体2022
Author(s)
木村 泰久, 小林 康一
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Journal Title
KAGAKU TO SEIBUTSU
Volume: 60
Issue: 9
Pages: 474-480
DOI
ISSN
0453-073X, 1883-6852
Year and Date
2022-09-01
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