動脈硬化発症の原因となるLDLの酸化的修飾に関する機能分子とその機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14570101
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 高橋 吉孝 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (10236333)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉本 谷博 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (60127876) ; 村上 尚 金沢大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (40210009)
• Keywords: 12 / 15-リポシゲナーゼ / 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

我々は、これまで動脈硬化発症に重要な役割を果たす酸化型LDLの生成にマクロファージの12/15-リポキシゲナーゼが必須であることを、12/15-リポキシゲナーゼを安定発現させたマクロファージ様細胞株J774A.1を用いて示してきた。さらに、マクロファージ表面に発現するLDL受容体関連蛋白(LRP)がLDLと結合することが、12/15-リポキシゲナーゼによるLDLの酸化に必須であることを示した。このマクロファージ上のLRPを介した12/15-リポキシゲナーゼによるLDLの酸化機構をさらに詳細に調べるために、蛍光色素DiIで標識したLDLをマクロファージとインキュベートすると、細胞は蛍光色素で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。細胞膜に取り込まれたコレステロールエステルが、元々細胞質に存在する12/15-リポキシゲナーゼによりどのように酸化されるのかを詳細に調べるため、LDLで処理した細胞の中の12/15-リポキシゲナーゼの局在を調べた。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された。このトランスロケーションは抗LRP抗体で抑制された。さらに、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はLDLの酸化を濃度依存的に抑制した。以上より、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、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 T., T.Yoshimoto: "What are the functions of mammalian 8-,12-, and 15-lipoxygenases?"Research Advances in Cancer. 2. 221-229 (2002)