2014 Fiscal Year Research-status Report
ガラクト脂質，スフィンゴミエリンによる炎症とミトコンドリア機能の制御
| Project/Area Number |
26460093
|
|---|
| Research Institution | Chiba University |
|---|
Principal Investigator |
村山 俊彦 千葉大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (90174317)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | スフィンゴ脂質 / ガラクト脂質 / ホスホリパーゼA2 / セラミドキナーゼ / アラキドン酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
交付申請書に記載した，平成２６年度の研究実施計画に従って研究を実施した．１）ガラクトース結合型スフィンゴ脂質のcPLA2alpha, セラミドキナーゼ制御機構の解析と薬理作用の解析を行った結果，以下のことを見出した．ガラクトシルセラミド（GalCer）やスルファチド（HSO3-GalCer;硫酸基が結合したガラクトシルセラミド）はcPLA2alphaを介したアラキドン酸放出を制御しなかった．ラクトシルセラミド（Gal-Glc-Cer）は，細胞膜ラフト領域でNADPH oxidaseを活性化して活性酸素を発生させ，PKC/ERKなどの活性化を介して，cPLA2alphaをリン酸化して活性化することを明らかにした．また，スルファチドはセラミドキナーゼに直接結合し活性を抑制することを見出した．スルファチドはセラミドキナーゼのＰＨドメインに強く結合したが，ＰＨドメインを欠損させた酵素にも結合した．
２）スフィンゴミエリン合成酵素の発現，活性制御機構の解析を行った結果，細胞膜からのエンドサイトーシス経路を活性化させるとSrc型チロシンキナーゼの活性に依存したスフィンゴミエリン合成が上昇することを見出した．A549肺がん細胞においてもスフィンゴミエリン合成の上昇にチロシンキナーゼ系が関与していた．また，スフィンゴミエリンが細胞膜の表層で，外来性酵素に対する感受性を調節していることを明らかにした．
３）活性制御能を有する合成スフィンゴ脂質誘導体の解析に関しては，現在，各種の誘導体合成を進めている途中である．
４）スフィンゴ脂質変動による潰瘍性大腸炎病態の影響に関して，摘出した下部消化管をセラミド処置，炎症性サイトカインであるtumor necrosis factor-alpha処置の効果を検討した．セラミド処置で神経性収縮反応が減弱する傾向があったが，有意ではなかった．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請書に記載した研究の目的の達成度に関する自己点検，評価ではおおむね順調に進展していると考えている．平成２６年度に実施を計画した４つの研究内容のうち３つに関しては研究が直接的に進展し，結果が得られつつある．
特にスルファチドがセラミドキナーゼに直接結合し活性抑制することはこれまでに報告されていたが，その結合部位が，想定されたＰＨドメインに加えて，ＰＨドメイン以外の領域に結合することをはじめて見出した．ラクトシルセラミド（Gal-Glc-Cer）は，cPLA2alphaを酵素活性発現部位であるゴルジ複合体などの細胞内オルガネラ膜にアンカーリングさせることを私たちは見出していた．今回，細胞膜ラフト領域でNADPH oxidaseを活性化して活性酸素を発生させ，PKC/ERKなどの活性化を介して，cPLA2alphaをリン酸化して活性化することを明らかにした．また，スフィンゴミエリンの合成制御機構の解明や，スフィンゴミエリンの細胞応答制御機構の解明に重要な手掛かりが得られた．
課題３の「活性制御能を有する合成スフィンゴ脂質誘導体の解析」に関しては各種の誘導体を連携している有機合成化学の研究者が作成中であり，化合物ライブラリーを作成中である．合成スフィンゴ脂質誘導体から薬効を有する化合物を探索し，得られた化合物を最適化・改良するためには，数十から数百，数千の化合物ライブラリーを網羅的に解析する必要があり，現在順調に化合物数を得ている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成２７年度では，平成２６年度に得られた成果を生かしながら，１）－４）の研究を継続発展させる．特に１）ガラクトース結合型スフィンゴ脂質のcPLA2alpha, セラミドキナーゼ制御機構の解析と薬理作用の解析に関しては，スルファチドの結合するアミノ配列の同定を目指して研究を進める．また他のスフィンゴ脂質，ＧＭ３，ＧＤ３，ＧＭ１などのガングリオサイドなどがスルファチドの結合やセラミドキナーゼ活性抑制を修飾するか否か，を検討する．cPLA2alphaに対するGal結合型スフィンゴ脂質の影響に関しては，cPLA2alpha結合・活性化作用を有していたLacCerとの相互作用を視野にいれ検討する予定である．
２）のスフィンゴミエリン合成酵素の発現，活性制御機構の解析に関する研究では私達が見出したSrc型チロシンキナーゼによる合成酵素の活性制御を中心に，スフィンゴミエリン合成酵素過剰発現株などを作成し，より詳細な解明を行う．また，スフィンゴミエリンの過剰生成に連動した小胞輸送の障害メカニズムや，スフィンゴミエリン過剰生成時のがん細胞の増殖，遊走能などの変化を薬理作用として測定する予定である．
３）合成スフィンゴ脂質誘導体の網羅的解析，４）スフィンゴ脂質変動による潰瘍性大腸炎の制御に関しては，継続して検討する．
平成２７年度から５番目の課題としてスフィンゴ脂質変動とミトコンドリア機能の関連性の検討を開始する．予備的な検討では，ミトコンドリアにもセラミドキナーゼが共存しており，その活性がミトコンドリアに多い脂質カルジオリピンで調節される可能性が得られた．呼吸活性や細胞死関連蛋白質の局在変化などに対するスフィンゴ脂質の役割を解析する研究を実施する予定である．
|
