12/15-リポキシゲナーゼで合成される脂質シグナル分子の病態生理機能

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470024
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 吉本 谷博 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60127876)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 吉孝 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (10236333) ; 樋口 善博 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (10019630)
• Keywords: 12 / 15-リポキシゲナーゼ / マクロファージ / 酸化LDL / LDL受容体関連蛋白 / コレステロールエステル / トランスロケーション

Research Abstract

動脈硬化の発症・進展において,低比重リポ蛋白(LDL)の酸化が重要である。生体内ではLDLの酸化が単なる自動酸化ではなく,リポキシゲナーゼ(Lipoxygenase, LOX)によって開始されることが示唆されている。私たちはこれまで,12/15-リポキシゲナーゼをマウスマクロファージ様J774A.1細胞に過剰発現させ,LDLの酸化修飾機構の解析を行ってきた。LDL酸化に関与する細胞膜受容体の関与を,特異的抗体やアンチセンスオリゴヌクレオチドによって解析したところ,LDL受容体やスカベンジャー受容体ではなく,LDL受容体関連蛋白(LRP)が細胞内12/15-リポキシゲナーゼによる細胞外のLDLの酸化に関与することが明らかになった。このマクロファージのLRPを介した12/15-リポキシゲナーゼによるLDL酸化機構を,蛍光色素DiIで標識したLDLを使って詳細に解析した。マクロファージ細胞はこの蛍光色素でdiffuseに染色され,LRPがLDL粒子を細胞内に取り込むのではなく,LDL粒子中のコレステロールエステルのみを細胞膜に選択的に取り込むことが示唆された。抗12/15-リポキシゲナーゼ抗体を用いたウエスタンブロット及び免疫組織染色により,LDL処理したマクロファージの12/15-リポキシゲナーゼが細胞質から細胞膜にトランスロケーションすることが示唆された。このトランスロケーションは抗LRP抗体で阻害された。またLDLの酸化は,酵素活性自体は阻害しないがトランスロケーションを阻害するL655238によって濃度依存的に阻害された。以上の結果から,LRPを介したLDLによる酵素のトランスロケーションがLDLの酸化に必須であることが示された。さらに,LDL粒子から細胞膜に選択的に取り込まれたコレステロールエステルが,細胞膜に移行した12/15-リポキシゲナーゼにより酸化されることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Zhu, H., Y.Takahashi, W.Xu, H.Kawajiri, T.Murakami, et al.: "Low density lipoprotein receptor-related protein-mediated membrane translocation of 12/15-lipoxygenase is required for oxidation of low density lipoprotein by macrophages"Journal of Biological Chemistry. (in press). (2003)
• [Publications] Yoshimoto, T, Y.Takahashi: "Arachidonate 12-lipoxygenases"Prostaglandins and Other Lipid Mediators. 68. 245-262 (2002)
• [Publications] Takahashi, Y., T.Yoshimoto: "What are the functions of mammalian 8-, 12-, and 15-lipoxygenases?"Research Advances in Cancer. 2. 221-229 (2002)