コレステロールによる細胞内輸送の制御

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 21113530
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 小林 俊秀 独立行政法人理化学研究所, 小林脂質生物学研究室, 主任研究員 (60162004)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2010: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2009: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: コレステロール / 脂肪滴 / ApoB / VLDL / ADRP / Rab18 / 肝細胞 / ACAT / 脂質ドメイン

Research Abstract

肝臓における超低比重リポタンパク質(very low density lipoproteins, VLDL)の分泌は生体におけるコレステロールホメオスタシスを決定する重要なステップである。VLDLはリン脂質の一重膜に囲まれた脂肪滴であり、内部にはトリグリセリドとコレステロールエステルを含んでいる。VLDLの主要タンパク成分はアポリポタンパクB(ApoB)であり、ApoBはVLDLの分泌の指標として良く用いられる。VLDLの分泌は小胞体のルーメン側でのVLDL顆粒の形成がその最初のステップである。肝細胞は小胞体の細胞質側にも脂肪を分泌し、脂肪滴として蓄える。脂肪滴はVLDL形成のための脂質の貯蔵の役割を果たすと考えらているが、VLDLの分泌の制御については分からないことが多い。われわれはアシルCoA-コレステロールアシルトランスフェラーゼ(ACAT)阻害剤および細胞内へのコレステロール蓄積のプロトコールを用い、細胞内へのコレステロールの蓄積が培養ヒト肝細胞Huh7におけるApoBの分泌を阻害することを見出した。この条件ではApoBは細胞内の肥大化した脂肪滴に局在する。しかしこの脂肪滴は通常の脂肪滴のマーカーであるadipose differentiation-related protein(ADRP)を含まず、小胞体マーカーであるprotein-disulfide isomeraseを含んでいる。ADRPはコレステロールの蓄積により分解された。ADRPを過剰発現した細胞ではApoBの細胞内への蓄積がなくなることから、脂肪滴の形成がApoBの分泌をコントロールしていることが示唆された。われわれの結果は細胞内コレステロールの蓄積が脂肪滴の形成異常を引き起こし、その結果ApoBの分泌を阻害していることを示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Phosphatidylglucoside forms specific lipid domains on the outer leaflet of the plasma membrane (2010)
  • Author(s): Murate, M.
  • Journal Title: Biochemistry Volume: 49 Pages: 4732-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Marine antifungal theonellamides target 3β-hydroxysterol to activate Rho1 signaling (2010)
  • Author(s): Nishimura, S.
  • Journal Title: Nat Chem Biol Volume: 6 Pages: 519-26
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Duramycin-induced destabilization of a phosphatidylethanolamine monolayer at the air-water interface observed by vibrational sum-frequency generation spectroscopy (2010)
  • Author(s): Rzeznicka, I.I.
  • Journal Title: Langmuir Volume: 26 Pages: 16055-62
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gangliosides and beta1-integrin are required for caveolae and membrane domains (2010)
  • Author(s): Singh RD
  • Journal Title: Traffic 11 Pages: 348-60
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization of phospholipid particle fusion induced by duramycin (2009)
  • Author(s): Matsunaga S
  • Journal Title: Langmuir 25 Pages: 8200-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fyn tyrosine kinase regulates the surface expression of glycosylphosphatidylinositol-linked ephrin via the modulation of sphingomyelin metabolism (2009)
  • Author(s): Baba A
  • Journal Title: J Biol Chem 284 Pages: 9206-14
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Imaging of membrane heterogeneity (2010)
  • Author(s): Kobayashi, T.
  • Organizer: 4^<th> ISN Special Conference on Membrane Domains in CNS physiology and pathology
  • Place of Presentation: Erice, Italy
  • Year and Date: 2010-05-22
• [Presentation] Visualization of lipid domains (2009)
  • Author(s): Kobayashi T
  • Organizer: 50^<th> International Conference of the Bioscience of Lipids
  • Place of Presentation: Regensburg
  • Year and Date: 2009-09-02
• [Remarks]
  • URL: http://www.riken.jp/lbl/mainpagelbl.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 新規なタンパク質およびその利用 (2010)
  • Inventor(s): 小林俊秀
  • Industrial Property Rights Holder: 理化学研究所
  • Filing Date: 2010-05-14