蛋白運動とイメージングによる神経ステロイド合成の分子論的解析

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044194
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 川戸 佳 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (50169736)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): MORRISON Ian エセックス大学, 生化学科, 助手 ; CHERRY Richa エセックス大学, 生化学科, 教授
• Keywords: LDL / 脳グロリア細胞 / 神経細胞 / 顕微イメージング / 蛋白回転運動

Research Abstract

脳グリア細胞と神経細胞に於て、「LDL(低密度リポ蛋白)が細胞膜上のLDLレセプターに結合し→LDLレセプターはエンドソームに取り込まれて細胞内を輸送される」という過程を分子論的に解析した。
川戸は英国のCherry研究室に1週間滞在し、LDL結合レセプターの神経細胞膜上で運動を冷却CCDレーザー蛍光顕微イメージングで実験した。LDLは蛍脂質アナログで標識し、細胞膜上のLDLレセプターに結合させて超高感度画像追跡して解析した。Cherryは川戸研究室に2週間滞在し、脳グロリア細胞でのLDLの細胞内エンドソームへの取り込みと、エンドソームの細胞内輸送を、高感度ビデオ顕微鏡と蛋白回転運動で測定した。
新たな知見
方向性をもって速く運動するLDLレセプターとランダムに運動するLDLレセプターをはっきりと区別することが出来た。エンドソーム中でLDL+LDLレセプター複合体はかなりの自由度を持って首振り運動をしていた。LDLがグリア細胞や副腎皮質細胞内のエンドソームに取り込まれたのち、単一のエンドソームが運動する過程を可視化した。単一粒子解析法による解析で、エンドソームが細胞骨格チューブリンの上を方向性を持って、ATPを消費するモーターで、高速で滑走する事を発見した。これまで世界的にエンドソームは細胞室内を漂っているという認識であったので、大きな成果である。

Research Products

• [Publications] T.Kimoto: "Digital Fluorescence Imaging of Elementary Steps of Neurosteroid Synthesis in Rat Brain Glial Cells" J.Pharm.Biomed.Anal.15. 1231-1240 (1997)
• [Publications] Homma, R: "Time-resolved Study of Effect of Chlorpromazine on Mobility of Cytochrome P450 and Phospholipids in the Inner Membrane of Adrenocortical Mitochondria" J.Pharm.Biomed.Anal.15. 1215-1222 (1997)
• [Publications] Kimoto, T.: "Imaging of Calcium Oscillations and Activity of Cytochrome P450scc in Adrenocortical Cells" Oxygen Homeostasis and and Its Dynamics. 1. 252-259 (1997)
• [Publications] 川戸 佳: "脳グリア細胞と副腎皮質細胞のカルシウム信号のイメージング" 蛋白質核酸酵素. 42. 1227-1232 (1997)
• [Publications] 川戸 佳: "活動する脳グリア細胞のイメージング" 蛋白質核酸酵素. 42(表紙). (1997)