脂肪滴に局在する蛋白質分解機構の解析

• Project Area: Proteolysis in the Regulation of Biological Processes
• Project/Area Number: 21025013
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 藤本 豊士 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (50115929)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 秋一 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (60282232) ; 鈴木 倫毅 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (80456649) ; 大崎 雄樹 名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 助教 (00378027)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2010: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2009: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: 脂肪滴 / アポリポプロテインB / プロテアソーム分解 / ユビキチン / アポリポ蛋白質 / プロテアソーム / オートファジー

Research Abstract

肝細胞における超低比重リポ蛋白質(VLDL)形成の初期段階では、アポリポプロテインB100(ApoB)の翻訳に同期して脂質成分が付加され、脂肪滴がこの際の脂質を供給することが知られている。我々はこれまでの研究により、脂肪滴が、脂質付加されたApoBがプロテアソームやオートファジーで分解される足場ともなることを見だした。またこれらの蛋白質分解系を阻害すると、脂肪滴の周囲にユビキチン化したApoBが蓄積する特異な構造(ApoB-crescent)が出現することも明らかにした。プロテアソームで分解されるためには脂質付加後のApoBが小胞体内腔から細胞質側に輸送される必要がある。今回の研究ではその分子機構を明らかにするため、ApoB-crescentを大量に含む脂肪滴を精製し、質量分析法によるプロテオーム解析で複数の蛋白質分解関連分子を同定した。その内の1つ(X)の機能を阻害すると、脂質付加後のApoBは細胞質側に出ることができなくなり、Xが小胞体内腔から細胞質への逆行輸送に必須の成分であることが示唆された。また、他の蛋白質(Y)の発現を阻害すると、ユビキチン化されたApoBが脂肪滴の細胞質側表面に蓄積し、YがApoBのプロテアソームへの供与に必要であることが明らかになった。X,Yともに機能阻害によって小胞体内腔に脂質付加ApoBが蓄積し、特にYの阻害ではApoB分泌が有意に減少した。これらの結果は脂肪滴が脂質付加後ApoBの逆行輸送と分解の場であり、X,Yがその機構に重要な役割を果たす因子であることを示すものである。

Research Products

• [Journal Article] Not just fat : the structure and function of the lipid droplet. (2011)
  • Author(s): Fujimoto T, Parton RG
  • Journal Title: Cold Spring Harbor Perspect Biol Volume: 3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A pitfall in using BODIPY dyes to label lipid droplets for fluorescence microscopy. (2010)
  • Author(s): Ohsaki Y, Shinohara Y, Suzuki M, Fujimoto T
  • Journal Title: Histochem Cell Biol Volume: 133 Pages: 477-480
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynein axonemal intermediate chain 2 is required for formation of the left-right body axis and kidney in medaka. (2010)
  • Author(s): Nagao Y, Cheng J, Kamura K, Seki R, Maeda A, Nihei D, Koshida S, Wakamatsu Y, Fujimoto T, Hibi M, Hashimoto H.
  • Journal Title: Dev Biol Volume: 347 Pages: 53-61
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lipoprotein lipase and hepatic triglyceride lipase reduce the infectivity of hepatitis C virus (HCV) through their catalytic activities on HCV-associated lipoproteins. (2010)
  • Author(s): Shimizu Y, Hishiki T, Sugiyama K, Ogawa K, Funami K, Kato A, Ohsaki Y, Fujimoto T, Takaku H, Shimotohno K
  • Journal Title: Virology Volume: 407 Pages: 152-159
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hepatitis C virus infectivity is influenced by association of apolipoprotein E isoforms. (2010)
  • Author(s): Hishiki T, Shimizu Y, Tobita R, Sugiyama K, Ogawa K, Funami K, Ohsaki Y, Fujimoto T, Takaku H, Wakita T, Baumert TF, Miyanari Y, Shimotohno K
  • Journal Title: J Virol Volume: 84 Pages: 2048-12057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lysosomal accumulation of mTOR is enhanced by rapamycin. (2010)
  • Author(s): Ohsaki Y, Suzuki M, Shinohara Y, Fujimoto T
  • Journal Title: Histochem Cell Biol Volume: 134 Pages: 537-544
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 脂肪滴とオートファジー (2010)
  • Author(s): 篠原友樹、大崎雄樹、藤本豊士
  • Journal Title: 顕微鏡 Volume: 45 Pages: 87-90
  • NAID: 130007788944
• [Journal Article] Biogenesis of cytoplasmic lipid droplets : from the lipid ester globule in the membrane to the visible structure. (2009)
  • Author(s): Ohsaki, Y., Cheng, J., Suzuki, M., Shinohara, Y., Fujita, A., Fujimoto, T.
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta. 1791 Pages: 399-407
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Lipid droplets : the old structure with new functions (2011)
  • Author(s): Fujimoto T
  • Organizer: The 10th Annual Meeting of the Electron Microscopic Society of Canton Province
  • Place of Presentation: Guangzhou, China
  • Year and Date: 2011-01-07
• [Presentation] LIPID DROPLETS AS A NEW FUNCTIONAL PLATFORM (2009)
  • Author(s): T.Fuiimoto, Y.Ohsaki, M.Suzuki, Fujita, J.Cheng, Y.Shinohara
  • Organizer: THE 6TH SYMPOSIUM OF THE ASIAN BIOPH YSICS ASSOCIATION
  • Place of Presentation: Hong Kong
• [Book] 組織細胞化学2010 (2010)
  • Author(s): 大崎雄樹, 篠原友樹、鈴木倫毅, 藤本豊士
  • Publisher: 日本組織細胞化学会
• [Book] 組織細胞化学2009 (2009)
  • Author(s): 藤田秋一, 大暗雄樹, 藤本豊士
  • Publisher: 日本組織細胞化学会
• [Remarks]