2016 Fiscal Year Annual Research Report
Single-molecule analysis of ABCA1 dimerization mechanism during HDL production
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15K18681
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
永田 紅 京都大学, 物質－細胞統合システム拠点, 特別研究員(RPD) (70401213)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | HDL / 善玉コレステロール / ABCA1 / ABCタンパク質 / １分子イメージング / ダイマー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動脈硬化症を防ぐことは大きな課題であるが、ABCA1がどのように細胞内の過剰なコレステロールを排出してHDL（善玉コレステロール）を産生するのか、解明すべき点は多い。本研究代表者らは、ABCA1がダイマーを形成して細胞膜上で静止することを見出しているが、ダイマー化の機構や生理的意義は不明である。本研究においては、全反射照明蛍光 (TIRF) 顕微鏡を用いた1分子イメージングや生化学的解析によって、ABCA1と種々の変異体や他のABCタンパク質との挙動の比較、薬剤の影響などを検討した。
最終年度には、免疫抑制剤シクロスポリンAの誘導体PSC833がABCA1の分子挙動に与える影響を検討した。PSC833はABCA1によるコレステロール排出活性を阻害するが、その作用機序は不明である。1分子イメージング解析を行ったところ、PSC833がABCA1分子の拡散性を上昇させることを見出し、PSC833はABCA1のダイマー化を抑制してコレステロール排出能を低下させることが示唆された。また、ABCA1よりもコレステロール輸送能の低いABCA7についても1分子解析を行ったところ、ABCA7は高い拡散性を示しダイマー化しないことを見出した。
研究期間全体を通しては、ABCA1のC末端に存在するロイシンがABCA1のダイマー化に一部関わることを明らかにした。また、ABCA1は粒径の異なる大小2種類のHDL粒子を産生するが、ダイマー化しにくいABCA1変異体やABCA7は主に小さなHDLを産生することを見出し、ABCA1のダイマー化は大きなHDL産生のために必要な生理機能であることが示唆された。近年、血中HDLの量とともに、サイズや脂質組成などによって分類される質が重要であるという説が受け入れられている。本研究結果は、ABCA1のダイマー化がHDLの質の制御に寄与している可能性を示唆するものである。
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