細胞内ステロール代謝平衡とHDL新生の分子機構

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14370340
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 横山 信治 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 教授 (10142192)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻田 麻紀 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 助手 (10253262) ; 堂前 純子 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 講師 (70227700) ; 伊藤 仁一 名古屋市立大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (60167260)
• Keywords: コレステロール / HDL / ABCA1 / アポリポタンパク質 / 動脈硬化 / 脳 / アストロサイト

Research Abstract

1)ABCA1蛋白レベルはapoA-I、apoA-IIまたはチオールプロテアーゼ分解阻害剤の存在下でmRNAの変化なしに著明に上昇するが、プロテオソーム阻害剤やHDLでは認められなかったこれらの効果はABCA1分解抑制によるものであることが分り、ABCA1はチオールプロテアーゼによる分解で発現レベルの調節が行われ、ヘリックス型アポリポタンパク質によって阻害されることが分かった。この酵素はcalpainと考えられ、その阻害剤はHDL新生を増加させることが示されて、薬剤開発の新しい可能性を開いた。2)ABCA1とアポリポタンパク質により産生するHDLの組成を六種類の繊維芽細胞で検討して、HDL粒子新生とそれへのコレステロール組み込みの相対的に独立した制御を明らかにした。細胞燐脂質とHDL粒子の新生はABCA1の発現に直接依存し、これがABCA1の基本的役割であることが示された。新生したHDLのコレステロール含有量はABCA1の発現、細胞コレステロールレベル、caveolin-1発現などのいずれにも依存せず、独立した制御を受けていることが分かった。物理化学的拡散による細胞コレステロールの流出は細胞コレステロールレベルに直接依存することから、HDLへのコレステロール積み込みが先に生じたHDLへ2次的に拡散によって起こる機序について否定的結果が得られた。3)アストログリアにいて、アポA-I刺激により、生合成されるコレステロールと燐脂質及びcaveolinが細胞質へ移転することが分かった。また、アポリポタンパク質ABCA1によるHDL新生反応は細胞膜からスフィンゴミエリンをも搬出し、これが、レシチンからフォスフォリパーゼCにより生成した燐酸コリンがセラミドに転移されて補充される。その結果、DGが産生し、これがアポリポタンパク質によるABCA1を介した細胞内情報伝達系の起動の機序である可能性が示唆された。

Research Products

• [Publications] Qianqian Li, Shinji Yokoyama, Luis B.Agellon: "Active taurocholic acid flux through hepatoma cells increases the cellular pool of unesterified cholesterol derived from lipoproteins"Biochim. Biophys. Acta. 1580. 22-30 (2002)
• [Publications] Jin-ichi Ito, Yuko Nagayasu, Koichi Kato, Ryuichiro Sato, Shinji Yokoyama: "Apolipoprotein A-I induces translocation of cholesterol, phospholipid and caveolin-1 to cytosol in rat astrocytes"J. Biol. Chem. 277. 7929-7935 (2002)
• [Publications] Sachiko Ueno, Jin-ichi Ito, Yuko Nagayasu, Toshiaki Furukawa, Shinji Yokoyam: "An Acidic fibroblast growth factor-like factor secreted into the brain cell culture medium upregulates apoE synthesis, HDL secretion and cholesterol metabolism in rat astrocytes"Biochim Biopys. Acta. 1589. 261-272 (2002)
• [Publications] Reijiro Arakawa, Shinji Yokoyama: "Helical apolipoproteins stabilize ATP-binding cassette transporter A1 by protecting it from thiol protease-mediated degradation"J. Biol. Chem. 277. 22426-22429 (2002)
• [Publications] Cheng-ai Wu, Maki Tsujita, Kuniko Okumura-Noji, Shinichi Usui, Hajime Kakuuchi, Mitsuyo Okazaki, Shinji Yokoyama: "Cholesteryl Ester Transfer Protein Expressed in Lecithin : Cholesterol Acyltransferase-Deficient Mice"Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.. 22. 1347-1353 (2002)
• [Publications] Youichiro Wada, et al.: "Lipid accumulation in smooth muscle cells under LDL loading is independent of the LDL receptor pathway and enhanced by hypooxic conditions"Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol.. 22. 1712-1419 (2002)
• [Publications] Jin-ichi Ito, Yuko Nagayasu, Sachiko Ueno, Shinji Yokoyama: "Apolipoprotein-mediated Cellular Lipid Release Requires Replenishment of Sphingomyelin in a Phosphatidylcholine-specific Phospholipase C-Dependent Manner"J. Biol. hem. 277. 44709-44714 (2002)
• [Publications] Yoshio Yamauchi, Sumiko Abe-Dohmae, Shinji Yokoyama: "Differential Regulation of Apolipoprotein A-I/ATP binding Cassette Transporter A1-mediated Cholesterol and Phospholipid release"Biochim. Biophys. Acta. 1585. 1-10 (2002)
• [Publications] Mariko Harada-Shiba, et al.: "Clinical-Features and Genetic Analysis of Autosomal Recessive Hypercholesterolemia"J. Clin. Endocrin. and Met. (in press). (2002)
• [Publications] Akitomo Goto, et al.: "Plasma Concentrations of LPL and LCAT are in Putative Association with Female Sex and Alcohol That are Independent Negative Risk Factors For Coronary Atherosclerosis In Japanese"Clin. Chim. Acta. 329. 69-76 (2003)
• [Publications] Arowu R, Tanaka, et al.: "Effects of Mutations of ABCA1 in the First Extracellular Domain on Subcellular Trafficking and ATP binding/hydrolysis"J. Biol. Chem. 278. 8815-8819 (2003)