脂肪滴形成へのオートファジーの関与について

• 研究課題/領域番号: 21659050
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 解剖学一般(含組織学・発生学)
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 内山 安男 順天堂大学, 医学部, 教授 (10049091)
• 研究分担者: 小池 正人 順天堂大学, 医学部, 准教授 (80347210) ; 佐々木 光穂 順天堂大学, 医学部, 助教 (20432536)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円); 2010年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2009年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 脂肪滴 / LC3B / LC3A / オートファジー / 欠損マウス / LC3 / 小胞体膜 / エネルギー代謝 / 培養細胞 / 3T3-L1細胞

研究概要

前年度に、オートファジー関連タンパク質のLC3が脂肪滴表面に局在することを絶食負荷時に出来る肝細胞や心筋細胞に形成される脂肪滴で証明した。特に、Atg7を欠損するとLC3が絶食負荷時に脂肪滴形成が抑制されることを示した。本年度は、培養がん細胞(PC12, HeLa, HepG2, 3T3-L1細胞)を用いて、これら細胞を70%コンフルエントの条件で培養し、12時間後にBODIPY陽性の脂肪滴と中性脂肪の量を調べると有意に増加することを利用し、この脂肪滴にLC3が局在することを示した。次いで、LC3をRNAi法でノックダウンしてタンパク質レベルで10～20%まで発現を抑制した細胞株を樹立した。これら細胞を用いて、同様に培養して脂肪滴が形成されるかを検討した結果、LC3mRNAがノックダウンされた細胞では、脂肪滴のみならず中性脂肪の量もMock細胞と比べて、50%以下に抑制されることが分かった。さらに、脂肪細胞の前駆細胞である3T3-L1細胞をホルモン刺激して脂肪細胞に分化させた。その結果、正常細胞では、LC3mRNAは、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体Y等の分化因子と共に、処理後、時間と共に上昇することが分かった。また、LC3mRNAノックダウンL1細胞株では、脂肪細胞に分化した処理後6日目で検討した所、BODIPY陽性の脂肪滴の形成は全く起きないことが明らかとなった。現在、LC3欠損マウスを用いて、本結果を検証中である。

研究成果

• [雑誌論文] Cathepsin B-dependent motor neuron death after nerve injury in the adult mouse. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sun L, Wu Z, Baba M, Peters C, Uchiyama Y, Nakanishi H
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Comm 巻: 399 ページ: 391-395
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lysosomal proteolysis and autophagy require presenilin 1 and are disrupted by Alzheimer-related PS1 mutations. (2010)
  • 著者名/発表者名: Lee J-H, Yu WH, Kumar A, Lee S, Mohan PS, Peterhoff CM, Wolfe DM, Martinez-Vicente M, Massey AC, Sovak G, Uchiyama Y, Westaway D, Cuervo AM, Nixon RA
  • 雑誌名: Cell 巻: 141 ページ: 1146-1158
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of autophagy by cystatin C: a mechanism that protects murine primary cortical neurons and neuronal cell lines. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tizon B, Sahoo S, Yu H, Gauthier S, Kumar AR, Mohan P, Figliola M, Pawlik M, Grubb A, Uchiyama Y, Bandyopadhyay U, Cuervo AM, Nixon RA, Levy E.
  • 雑誌名: ProS One
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of ALS2/Alsin Exacerbates Motor Dysfunction in a SOD1^<H46R>-Expressing Mouse ALS Model by Disturbing Endolysosomal Trafficking. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hadano S, Otomo A, Kunita R, Suzuki-Utsunomiya A, Akatsuka A, Koike M, Aoki M, Uchiyama Y, Itoyama Y, Ikeda JE
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cathepsin L in bone marrow-derived cells is required for retinal and choroidal neovascularization. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada N, Ohno-Matsui K, Iseki S, Koike M, Uchiyama Y, Wang J, Yoshida T, Sato T, Peters C, Mochizuki M, Morita I
  • 雑誌名: Am J Pathol 巻: 176 ページ: 2571-2580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of cathepsin B in the processing and secretion of interleukin-1 in chromogranin A-stimulated microglial. (2010)
  • 著者名/発表者名: Terada K, Yamada J, Hayashi Y, Wu Z, Uchiyama Y, Peters C, Nakanishi H
  • 雑誌名: Glia 巻: 10.1002 ページ: 20906-20906
  • 査読あり
• [雑誌論文] LC3, a microtubule-associated protein1A/B light chain3, is involved in cytoplasmic lipid droplet formation. (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Yoshimura K, Tamura H, Ueno T, Nishimura T, Inoue T, Sasaki M, Koike M, Arai H, Kominami E, Uchiyama Y
  • 雑誌名: Biophys Biochem Res Comm 巻: 393 ページ: 274-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chondrogenesis during the ES cell differentiation in vitro. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yagita Y, Horie K, Yamanaka I, Koinuma S, Shigeyoshi Y, Kawakami K, Takeda J, Uchiyama Y
  • 雑誌名: PNAS 巻: 107 ページ: 3846-3851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atg9A protein, an autophagy-related membrane protein, is localized in the neurons of mouse brains (2010)
  • 著者名/発表者名: Tamura H, Shibata M, Koike M, Sasaki M, Uchiyama Y
  • 雑誌名: J Histochem Cytochem 巻: 58 ページ: 443-453
  • 査読あり
• [雑誌論文] JE Loss of ALS2/Alsin Exacerbates Motor Dysfunction in a SOD1^<H46R>-Expressing Mouse ALS Model by Disturbing Endolysosomal Trafficking (2010)
  • 著者名/発表者名: Hadano S, Otomo A, Kunita R, Suzuki-Utsunomiya A, Akatsuka A, Koike M, Aoki M, Uchiyama Y, Itoyama Y, Ikeda
  • 雑誌名: PLoSONE (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cathepsin L in bone marrow-derived cells is required for retinal and choroidal neovascularization (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada N, Ohno-Matsui K, Iseki S, Koike M, Uchiyama Y, Wang J, Yoshida T, Sato T, Peters C, Mochizuki M, Morita I
  • 雑誌名: Am J Pathol (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] LC3, a microtubule-associated protein1A/B light chain3, is involved in cytoplasmic lipid droplet formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Yoshimura K, Tamura H, Ueno T, Nishimura T, Inoue T, Sasaki M, Koike M, Arai H, Kominami E, Uchiyama Y
  • 雑誌名: Biophys Biochem Res Comm 393 ページ: 274-279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chondrogenesis during the ES cell differentiation in vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: Yagita Y, Horie K, Yamanaka I, Koinuma S, Shigeyoshi Y, Kawakami K, Takeda J, Uchiyama Y
  • 雑誌名: PNAS 107 ページ: 3846-3851
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nesfatin-1-regulated paraventricular oxytocinergic signaling causes anorexia through a leptin-independent melanocortin pathway (2009)
  • 著者名/発表者名: Maejima Y, Sedbazar U, Suyama S, Kohno D, Onaka T, Takano E, Yoshida N, Koike M, Uchiyama Y, Fujiwara K, Yashiro T, Horvath TL, Dietrich MO, Tanaka S, Dezaki K, Oh-I S, Hashimoto K, Shimizu H, Nakata M, Mori M, Yada T
  • 雑誌名: Cell Metabolism 10 ページ: 355-365
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ablation of C/EBP beta alleviates ER stress and pancreatic beta cell failure through induction of GRP78 (2009)
  • 著者名/発表者名: Matsuda, T., Kido, Y., Nakano-Hashimoto, N., Kaisho, T., Tanaka, T., Asahara, S., Shigeyama, Y., Takeda, A., Inoue, T., Shibutani, Y., Koyanagi, M., Hosooka, T., Matsumoto, M., Inoue, H., Uchida, T., Koike, M., Uchiyama, Y., Akira, S., Kasuga, M.
  • 雑誌名: J Clin Invest 120 ページ: 115-126
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mini Screening of Kinase Inhibitors Affecting Period-length of Mammalian Cellular Circadian Clock (2009)
  • 著者名/発表者名: Yagita K, Yamanaka I, Koinuma S, Shigeyoshi Y, Uchiyama Y.
  • 雑誌名: Acta Histochem Cytochem 42 ページ: 89-93
  • NAID: 130000118206
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acquisition of T regulatory function in cathepsin L-inhibited T cells by eye-derived CTLA-2alpha during inflammatory conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Sugita S, Horie S, Nakamura O, Maruyama K, Takase H, Usui Y, Takeuchi M, Ishidoh K, Koike M, Uchiyama Y, Peters C, Yamamoto Y, Mochizuki M.
  • 雑誌名: J Immunol 183 ページ: 5013-5022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caspase-9 activation revealed by semaphorin 7A cleavage is independent of apoptosis in the aged olfactory bulb (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa S, Hamada S, Asou H, Kuida K, Uchiyama Y, Yoshida H, Miura M.
  • 雑誌名: J Neurosci 29 ページ: 11385-11292
  • 査読あり
• [雑誌論文] The MAP1-LC3 conjugation system is involved in lipid droplet formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Shibata M*, Yoshimura K*, Furuya M, Koike M, Ueno T, Komatsu M, Arai H, Tanaka K, Kominami E, Uchiyama Y(*equally contributed)
  • 雑誌名: Biophys Biochem Res Comm 382 ページ: 419-423
  • 査読あり
• [雑誌論文] The novel lipid raft adaptor p18 controls endosome dynamics by anchoring the MEK-ERK pathway to late endosomes (2009)
  • 著者名/発表者名: Nada S*, Hondo A*, Kasai A*, Koike M*, Saito K, Uchiyama Y, Okada M(*equally contributed)
  • 雑誌名: EMBO J 28 ページ: 477-489
  • 査読あり
• [雑誌論文] Participation of autophagy in the initiation of graft dysfunction after rat liver transplantation (2009)
  • 著者名/発表者名: Gotoh K, Lu Z, Morita M, Shibata M, Koike M, Waguri S, DonoK, DokiY, Kominami E, Sugioka A, Monden M, Uchiyama Y
  • 雑誌名: Autophagy 5 ページ: 351-360
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of highly conserved NF-M KSP repeats is not required for myelin-dependent radial axonal growth (2009)
  • 著者名/発表者名: Garcia M, Rao M, Fujimoto J, Garcia V, Shah S, Crum J, Gotow T, Uchiyama Y, Ellisman MH, Calcutt N, Cleveland D
  • 雑誌名: J Nurosci 29 ページ: 1277-1284
  • 査読あり
• [雑誌論文] Very-high-dose alpha-tocopherol supplementation increases blood pressure and causes possible adverse central nervous system effects in stroke-prone spontaneously hypertensive rats (2009)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto K, Shiozaki M, Shibata M, Koike M, Uchiyama Y, Gotow T
  • 雑誌名: J Neurosci Res 87 ページ: 556-566
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama Y, Koike M, Shibata M, Sasaki M
  • 雑誌名: Chapter 3 Autophagic neuron death. In : Autophagy in Disease and Clinical Applications, Part C Vol.453(Edited by : Daniel J.Klionsky)(Elsevier Inc.) ページ: 33-51
• [雑誌論文] (2009)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama Y, Koike M, Shibata M
  • 雑誌名: Autophagy and cell death. In : Molecular imaging for integrated medical therapy and drug development(Ed.Yuji Kuge)(Springer Japan) ページ: 176-188
• [学会発表] Cell death and autophagy. (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchiyama Y
  • 学会等名: 22nd International Symposium on Morphological Sciences
  • 発表場所: イタリア タオルミナ
  • 年月日: 2010-09-19
• [学会発表] オートファジー/リソソームを追って (2010)
  • 著者名/発表者名: 内山安男
  • 学会等名: 平成22年度日本組織細胞化学会高松賞受賞講演(第51回日本組織化学会)
  • 発表場所: 秋葉原コンベンションホール
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Morphological features of programmed cell death across the eukaryotic kingdom (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山安男
  • 学会等名: 6^<th> ISEM09 Committee
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Cell Death and Autophagy (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山安男
  • 学会等名: International Symposium on Autophagy and Cell Death
  • 発表場所: 順天堂大学医学研究科老人性疾患病態・治療研究センター
  • 年月日: 2009-07-04
• [学会発表] Autophagy and other pathomechanisms (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山安男
  • 学会等名: 12^<th> International Congress on Neuronal Ceroid Lipofuscinoses(NCL)
  • 発表場所: ドイツ ハンブルグ
  • 年月日: 2009-06-05
• [学会発表] Morphological aspects of autophagy : Identification and possible mechanism of autophagosome formation in neuronal cells (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山安男
  • 学会等名: Microscopy Conference 2009
  • 発表場所: オーストリア グラーツ
• [学会発表] Autophagy and cell death (2009)
  • 著者名/発表者名: 内山安男
  • 学会等名: 5^<th> International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 大津プリンスホテル コンベンションホール