エクソサイトーシスにおけるリン脂質非対称分布の役割

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14572037
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 平嶋 尚英 名古屋市立大学, 大学院・薬学研究科, 助教授 (10192296)
• Keywords: エクソサイトーシス / 脂質スクランブラーゼ / リン脂質非対称分布 / フリップフロップ / マスト細胞 / PC12 / コレステロール

Research Abstract

1.目的
エクソサイトーシス(開口放出)は、神経伝達物質、炎症性メディエーター、消化酵素などの放出に関わる重要な過程である。本研究では、エクソサイトーシスに大きな影響を与えると考えられる形質腱の膜成分、特に脂質二重層の両眉間でのリン脂質の分布や動態がエクソサイトーシスに与える影響を追究することを目的とする。昨年度はアレルギー担当細胞であるマスト細胞のエクソサイトーシスについて調べたが、本年度は神経様細胞であるPC12細胞を用いて同様の研究を行う。また、重要な膜成分であるコレステロールの影響についても調べた。
2.方法
脂質スクランブラーゼはリン脂質を脂質二重層の一方から他方の層へ移行させる酵素である。この酵素をPC12細胞に過剰発現させ、脂質2重層間のリン脂質の非対称分布やフリップフロップ運動が亢進した系を確立した。これらの細胞を刺激してスクランブラーゼの活性化とエクソサイトーシスを同時に誘導し、エクソサイトーシスがどのように変化するかを調べた。また、コレステロールの役割を調べるために、形質膜のコレステロールを除去するmethyl-β-cyclodextrin(MβCD)のエクソサイトーシスに対する作用を、マスト細胞を用いて検討した。
3.結果と考察
(1)PC12細胞における脂質非対称分布の役割
PC12細胞においてもマスト細胞と同様に、スクランブラーゼの過剰発現によりエクソサイトーシスが顕著に抑制されるのが観察された。このことは、神経細胞におけるエクソサイトーシスにおいても脂質成分の非対称分布が重要な役割をしていることを示唆する。
(2)エクソサイトーシスにおけるコレステロールの役割
細胞膜のコレステロールをMβCDによって除去することによって、分泌顆粒膜と形質膜の融合が阻害されるだけでなく、膜融合のトリガーとなる細胞外からCa流入が阻害されることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Naoto Kato: "Cholesterol depletion inhibits store-operated calcium currents and exocytotic membrane fusion in RBL-2H3 cells"Biochemistry, USA. 42. 11808-11814 (2003)
• [Publications] Nobuyuki Ohyama: "The effects of ITIM-bearing FcRIIB on the nuclear shuttling of MAP kinase in RBL-2H3 cells"Immunol.Lett.. 90. 173-176 (2003)
• [Publications] Yoshikazu Inoh: "Biosurfactant MEL-A Dramatically increases gene transfection via membrane fusion"J.Controlled Release. 94. 423-431 (2004)