リソソームアミノ酸輸送体Spns1によるmTORC1およびオートファジー制御

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K07380
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 葛城 美徳 新潟大学, 医歯学系, 助教 (60401759)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永森 收志 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (90467572)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: オートファジー / トランスポーター / リソソーム / マウス

Outline of Annual Research Achievements

オートファジーによって生じた自己消化産物はオートリソソームから各種トランスポーターを介して細胞質に供給され、細胞の生存・維持に寄与する。オートファジーの研究は近年急速に進んでいるものの、その収束過程については未だよくわかっていない。リソソームに局在する１２回膜貫通型MFSトランスポーターであるSpns1は、その輸送基質は未同定ではあるものの、飢餓誘導オートファジー後のmTORC1再活性化に必要であることが報告されており、オートファジーの収束過程に重要な働きを持つと考えられる。本課題ではSpns1の輸送基質の同定を試み、生体内での機能や病態への関与について解析を進める。本研究はオートファジー収束過程の理解の一助になると考えられる。
まず、肝臓特異的Spns1ノックアウトマウスを作成したところ、肝臓の肥大が確認でき、血液成分の解析から肝臓の炎症が示唆され、この肝臓の電顕像では異常なリソソーム構造体が認められた。HEK293やMEFにおいて、Spns1はリソソームマーカー（LAMP1やCathepsin）と共局在したことから、Spns1欠損がリソソームないしオートリソソームの機能不全を引き起こし、肝臓に炎症が起きたことが示唆された。肝臓特異的Spns1ノックアウトマウスの全肝臓ないし肝臓のリソソーム分画では、Spns1の輸送基質が蓄積している可能性があるため、メタボローム解析等を進めており、一部の代謝産物の蓄積傾向が見出された。また、Spns1を安定発現させたHEK293株からSpns1を精製し、これをin vitroで脂質と混和してSpns1プロテオリポソームを再構成する実験も進めており、一部の代謝産物とSons1の相互作用を確認した。このような代謝産物をSpns1が輸送できるのか解析中である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初実験計画のマウスはすでに樹立し、解析を始めており、個体レベルの表現型や細胞レベルの異常もある程度確認できている。in vitro実験系について今後解析を進めていく予定である。

Strategy for Future Research Activity

組織特異的Spns1ノックアウトマウスの解析から、いくつかの代謝産物のリソソーム分画への蓄積が確認できたので、Spns1がこれをリソソームから細胞質への輸送をできるかをin vitroのアッセイ系で検証する。輸送基質を同定したのち、その輸送基質の再添加実験でSpns1欠損表現型をレスキューできるか調べる。