表皮角化細胞分化における細胞膜リン脂質の役割解明

• 研究課題/領域番号: 18H02575
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分47030:薬系衛生および生物化学関連
• 研究機関: 東京理科大学 (2019-2021); 東京薬科大学 (2018)
• 研究代表者: 中村 由和 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 准教授 (60366416)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
• キーワード: イノシトールリン脂質 / 皮膚 / 表皮 / 表皮角化細胞 / 分化 / リン脂質 / 細胞膜

研究成果の概要

本研究では以下を明らかにした。
(1)イノシトールリン脂質代謝酵素PLCgamma1は、表皮角化細胞が特殊な様式の分化をして生じる皮膚付属器官である皮脂腺の正常な形成に必要である。(2)イノシトールリン脂質代謝酵素PLCgamma1とPLCdelta1はマウス皮膚炎モデルの重症度を制御する。(3)黄色ブドウ球菌のイノシトールリン脂質代謝酵素であるPI-PLCは黄色ブドウ球菌の皮膚深部への侵入に関与する。(4)表皮角化細胞では、イノシトールリン脂質PI(4,5)P2の近傍に細胞間接着タンパク質群が存在しており、これらのタンパク質の細胞膜集積にはPI(4,5)P2が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

表皮角化細胞の分化制御機構の理解は表皮分化異常を伴う皮膚疾患の病態理解や創薬標的分子の同定に重要である。本研究により、イノシトールリン脂質PI(4,5)P2やその代謝酵素が表皮角化細胞の分化や細胞間接着を制御する因子の一つであることが強く示唆された。表皮角化細胞におけるPI(4,5)P2やその代謝酵素の変化に着目することで、表皮分化異常を伴う皮膚疾患の病態や発症機序の理解に繋がる可能性が考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Saskatchewan(カナダ)
• [国際共同研究] 蔚山科学技術大学校/Korea Brain Reaseach Institute(韓国)
• [雑誌論文] Plasma membrane phosphatidylinositol (4,5)-bisphosphate is critical for determination of epithelial characteristics (2022)
  • 著者名/発表者名: Kaori Kanemaru, Makoto Shimozawa, Manabu Kitamata, Rikuto Furuishi, Hinako Kayano, Yui Sukawa, Yuuki Chiba, Takatsugu Fukuyama, Junya Hasegawa, Hiroki Nakanishi, Takuma Kishimoto, Kazuya Tsujita, Kazuma Tanaka, Toshiki Itoh, Junko Sasaki, Takehiko Sasaki, Kiyoko Fukami, Yoshikazu Nakamura
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: － 号: 1 ページ: 2347-2347
  • DOI: 10.1038/s41467-022-30061-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Homeostatic membrane tension constrains cancer cell dissemination by counteracting BAR protein assembly (2021)
  • 著者名/発表者名: Tsujita Kazuya、Satow Reiko、Asada Shinobu、Nakamura Yoshikazu、Arnes Luis、Sako Keisuke、Fujita Yasuyuki、Fukami Kiyoko、Itoh Toshiki
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 12 号: 1 ページ: 5930-5930
  • DOI: 10.1038/s41467-021-26156-4
  • NAID: 120007165701
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] PLCδ1 plays central roles in the osmotic activation of ΔN-TRPV1 channels in mouse supraoptic neurons and in murine osmoregulation (2021)
  • 著者名/発表者名: Park Sung Jin、Haan Kirk、Nakamura Yoshikazu、Fukami Kiyoko、Fisher Thomas E.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 41 号: 16 ページ: 3579-3587
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2892-20.2021
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phosphatidylinositol-specific phospholipase C enhances epidermal penetration by Staphylococcus aureus (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Yoshikazu、Kanemaru Kaori、Shoji Madoka、Totoki Kengo、Nakamura Karen、Nakaminami Hidemasa、Nakase Keisuke、Noguchi Norihisa、Fukami Kiyoko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 号: 1 ページ: 17845-17845
  • DOI: 10.1038/s41598-020-74692-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate is localized in the plasma membrane outer leaflet and regulates cell adhesion and motility (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoneda A., Kanemaru K., Matsubara A., Takai E., Shimozawa M., Satow R., Yamaguchi H., Nakamura Y., Fukami K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: in press 号: 4 ページ: 1050-1056
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.05.040
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ポリホスホイノシタイド代謝によるがん化の制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村由和
  • 雑誌名: The Lipid 巻: 31 ページ: 53-58
• [雑誌論文] Phospholipase Cγ1 is required for normal irritant contact dermatitis responses and sebaceous gland homeostasis (2019)
  • 著者名/発表者名: Fukuyama Takatsugu、Nakamura Yoshikazu、Kanemaru Kaori、Toyoda Chiho、Jang Hyun‐Jun、Suh Pann‐Ghill、Fukami Kiyoko
  • 雑誌名: Experimental Dermatology 巻: 28 号: 9 ページ: 1051-1057
  • DOI: 10.1111/exd.14009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ホスフォリパーゼCによるイノシトールリン脂質代謝と疾患制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村由和、深見希代子
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 269 ページ: 1029-1034
• [雑誌論文] Epidermal loss of phospholipase Cδ1 attenuates irritant contact dermatitis (2019)
  • 著者名/発表者名: Shiratori K, Kanemaru K, Ogura T, Nakajima A, Sugizaki Y, Fukuyama T, Iwakura Y, Nakamura Y, Fukami K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 511 号: 2 ページ: 330-335
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.02.046
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ホスファチジルイノシトール 4,5-二リン酸の変化が形質膜コレステロールに与える影響の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 金丸佳織、古石陸人、下澤誠、中村由和、深見希代子
  • 学会等名: 第 63 回日本脂質生化学会
• [学会発表] ホスホリパーゼ C 様タンパク質の細胞内局在解析と結合タンパク質の探索 (2021)
  • 著者名/発表者名: 古石 陸人、金丸 佳織、八代 桃香、牧野 巧、中村 由和
  • 学会等名: 2021 年度日本生化学会関東支部会
• [学会発表] 表皮細胞における Bcl6 の機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 長澤 健登、金丸 佳織、田中 朝日、原田 陽介、中村 由和
  • 学会等名: 2021 年度日本生化学会関東支部会
• [学会発表] ホスホリパーゼC様タンパク質の細胞内局在解析と結合タンパク質の探索 (2021)
  • 著者名/発表者名: 八代 桃香, 金丸 佳織, 古石 陸人, 牧野 巧, 中村 由和
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] ホスファチジルイノシトール(4,5)-二リン酸量や上皮性の制御に関わる酵素の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 古石 陸人, 金丸 佳織, 北又 学, 深見 希代子, 中村 由和
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] 表皮細胞におけるBcl6の機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 長澤 健登, 金丸 佳織, 田中 朝日, 原田 陽介, 中村 由和
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] ホスファチジルイノシトール4,5二リン酸による上皮性制御機構の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 金丸 佳織, 古石 陸人, 北又 学 , 深見 希代子 , 中村 由和
  • 学会等名: 第94回日本生化学会大会
• [学会発表] Functional analysis of BCL6 in epidermal cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Kaori Kanemaru, Kento Nagasawa, Asahi Tanaka, Yohsuke Harada, Yoshikazu Nakamura
  • 学会等名: 第46回研究皮膚科学会
• [学会発表] Phosphatidylinositol-specific phospholipase C enhances penetration of Staphylococcus aureus across the epidermis (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshikazu Nakamura, Kaori Kanemaru, Madoka Shoji, Kengo Totoki, Karen Nakamura, Hidemasa Nakaminami, Norihisa Noguchi, Kiyoko Fukami
  • 学会等名: 第45回日本研究皮膚科学会
• [学会発表] 上皮性制御におけるホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸の役割 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村由和、深見希代子
  • 学会等名: 第93回日本生化学会
  • 招待講演
• [学会発表] イノシトールリン脂質PI(4,5)P2の細胞膜外葉における機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森田 萌佳, 米田 敦子, 金丸 佳織, 中村 由和, 深見 希代子
  • 学会等名: 第93回日本生化学会
• [学会発表] 細胞膜内葉と外葉に局在するイノシトールリン脂質PIP2による細胞―基質接着の制御 (2020)
  • 著者名/発表者名: 米田 敦子, 金丸 佳織, 高井 えりか, 中村 由和, 深見 希代子
  • 学会等名: 第93回日本生化学会
  • 招待講演
• [学会発表] ホスファチジルイノシトール(4,5)二リン酸の細胞膜外葉における検出 (2020)
  • 著者名/発表者名: 金丸 佳織、米田 敦子、中村 由和、深見 希代子
  • 学会等名: 第62回日本脂質生化学会
• [学会発表] Epidermal loss of phospholipase C d1 attenuates irritant contact dermatitis (2019)
  • 著者名/発表者名: Kanemaru K., Shiratori K., Ogura T., Fukuyama T., Nakamura Y., Fukami K.
  • 学会等名: 第44回日本研究皮膚科学会
• [学会発表] 上皮性の制御におけるイノシトールリン脂質の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村由和、深見希代子
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 上皮細胞と間葉細胞の形質膜におけるホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸量の比較 (2019)
  • 著者名/発表者名: 須川結衣、下澤誠、萱野日菜子、金丸佳織、中村由和、深見希代子
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] ホスファチジルイノシトール 4,5-二リン酸の細胞膜近傍に存在するタンパク質の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 千葉優希、豊田千穂、福山尭嗣、中村由和、深見希代子
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] マウス表皮におけるホスホリパーゼ Cγ1の機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 福山尭嗣、豊田千穂、金丸佳織、Pann-Ghill Suh、中村由和、深見希代子
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] 細胞膜外葉におけるホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸の検出と機能解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金丸佳織、米田敦子、松原愛、中村由和、深見希代子
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
• [学会発表] 上皮性の獲得、維持におけるホスファチジルイノシトール 4, 5-二リン酸の役割の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村由和、下澤誠、金丸佳織、萱野日菜子、須川結衣、千葉優希、福山尭嗣、深見希代子
  • 学会等名: 第61回日本脂質生化学会
• [学会発表] 細胞膜外葉に存在するホスファチジルイノシトール4,5-二リン酸の検出および生理機能の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 金丸佳織、米田敦子、松原愛、中村由和、深見希代子
  • 学会等名: 第61回日本脂質生化学会
• [学会発表] 表皮バリア形成におけるイノシトールリン脂質代謝酵素ホスホリパーゼCd1の役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村由和、金丸佳織、深見希代子
  • 学会等名: 第91回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] イノシトールリン脂質代謝による表皮角化細胞の機能制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中村由和、金丸佳織、深見希代子
  • 学会等名: 第69回日本皮膚科学会中部支部学術大会
  • 招待講演