膜リン脂質クオリティ分析技術の開発と生命現象への適用

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: 脂質クオリティが解き明かす生命現象
• 研究課題/領域番号: 15H05899
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 佐々木 雄彦 秋田大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50333365)
• 研究分担者: 中西 広樹 秋田大学, 学内共同利用施設等, 助教 (10466740) ; 青木 淳賢 東北大学, 薬学研究科, 教授 (20250219)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: シグナル伝達 / リン脂質 / リン酸化

研究実績の概要

PIP3ホスファターゼ欠損マウスでは、特定の脂肪酸を持つPIP3分子種が特異的に増加している。この予備的知見から、PIP3はその脂肪酸の違いによる分子種ごとに異なった代謝を受け、さらに、異なる生命現象に関与する可能性が強く示唆される。本研究で、多様なPIP3分子種が産生される分子機構および生命現象における意義を解明し、リン脂質リポクオリティ研究の進展に貢献することを目的としている。
本年度は、がんの発症・進展との関わりが強く示唆されるPIP3分子種（以下：発がん関連PIP3分子種）の合成に取り組んだ。市販されていない発がん関連PIP3分子種の研究には、これを合成する必要がある。bee venomホスホリパーゼA2（PLA2）を用いてホスファチジルイノシトールを脱アシル化する条件を得た。PIP3については、PLA2の基質となる条件を見出せなかった。リゾリン脂質アシルトランスフェラーゼとアシルCoAを作用させることで、ホスファチジルイノシトールのアシル基を入れ替える条件を設定することができた。さらに、このホスファチジルイノシトールを基質として、PIPKI, PIPKII, PI3Kのリコンビナントタンパク質を酵素としたリン酸化反応で、PIP3を調製する条件を得たが、収率が低いため、改善の余地が残る。引き続き条件の最適化を進める。
生体レベルでの研究については、PIP3ホスファターゼSHIP1の欠損による肺炎モデルを用いて、癌の局面のみならず、炎症性疾患においても、特有のアシル基を持つPIP3が炎症の局面で鍵を握る可能性を見出した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

リコンビナント酵素を用いて、特定のアシル基をもつ脂質を作製する実験系が整いつつあり、また、当初の予定になかった炎症の局面でのPIP3動態解析によってリポクオリティの生体内での意義を広げる新規知見を得ているため。

今後の研究の推進方策

実験に用いる試薬（特に脂質化合物）が値上がりしたため、研究経費のより一層効率的な使用が肝要となる。

研究成果

• [国際共同研究] Univ. of Harvard Medical School(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Univ. of Harvard Medical School
• [国際共同研究] University College London(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University College London
• [国際共同研究] Univ. of Toronto(Canada)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: Univ. of Toronto
• [国際共同研究] Univ. of Monash(Australia)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Univ. of Monash
• [国際共同研究] IMBA(Austria)
  • 国名: オーストリア
  • 外国機関名: IMBA
• [国際共同研究]
  • 他の国数: 4
• [雑誌論文] Loss of INPP4B causes a DNA repair defect through loss of BRCA1, ATM and ATR and can be targeted with PARP inhibitor treatment. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ip, LR., Poulogiannis, G., Viciano, FC., Sasaki, J., Kofuji, S., Spanswick, VJ., Hochhauser, D., Hartley, JA., Sasaki, T., Gewinner, CA.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 6 ページ: 10548-10562
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] INPP4B Is a PtdIns (3,4,5) P3 Phosphatase That Can Act as a Tumor Suppressor. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kofuji, S., Kimura, H., Nakanishi, H., Nanjo, H., Takasuga, S., Liu, H., Eguchi, S., Nakamura, R., Itoh, R., Ueno, N., Asanuma, K., Huang, M., Koizumi, A., Habuchi, T., Yamazaki, M., Suzuki, A., Sasaki, J., Sasaki, T.
  • 雑誌名: Cancer Discov. 巻: 5 ページ: 730-739
  • DOI: doi: 10.1158/2159-8290.CD-14-1329
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] In Vivo Role of INPP4B in Tumor and Metastasis Suppression through Regulation of PI3K-AKT Signaling at Endosomes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Li, Chew C., Lunardi, A., Gulluni, F., Ruan, DT., Chen, M., Salmena, L., Nishino, M., Papa, A., Ng, C., Fung, J., Clohessy, JG., Sasaki, J., Sasaki, T., Bronson, RT., Hirsch, E., Pandolfi, PP.
  • 雑誌名: Cancer Discov. 巻: 5 ページ: 740-751
  • DOI: 10.1158/2159-8290.CD-14-1347
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Inositol Polyphosphate-4-Phosphatase Type I Negatively Regulates Phagocytosis via Dephosphorylation of Phagosomal PtdIns(3,4)P2 (2015)
  • 著者名/発表者名: Nigorikawa, K., Hazeki, K., Sasaki, J., Omori, Y., Miyake, M., Morioka, S., Guo, Y., Sasaki, T., Hazeki, O
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0142091
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0142091.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The ML1Nx2 Phosphatidylinositol 3,5Bisphosphate Probe Shows Poor Selectivity in Cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hammond, GR., Takasuga, S., Sasaki, T., Balla, T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0139957
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0139957.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Localizing the lipid products of PI3Kγ in neutrophils (2015)
  • 著者名/発表者名: Norton L, Lindsay Y, Deladeriere A, Chessa T, Guillou H, Suire S, Lucocq J, Walker S, Andrews S, Segonds-Pichon A, Rausch O, Finan P, Sasaki T, Du CJ, Bretschneider T, Ferguson GJ, Hawkins PT, Stephens L.
  • 雑誌名: Adv Biol Regul 巻: 60 ページ: 36-45
  • DOI: 10.1016/j.jbior.2015.10.005.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dysregulated YAP1/TAZ and TGF-β signaling mediate hepatocarcinogenesis in Mob1a/1b-deficient mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishio M, Sugimachi K, Goto H, Wang J, Morikawa T, Miyachi Y, Takano Y, Hikasa H, Itoh T, Suzuki SO, Kurihara H, Aishima S, Leask A, Sasaki T, Nakano T, Nishina H, Nishikawa Y, Sekido Y, Nakao K, Shin-Ya K, Mimori K, Suzuki A
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA. 巻: 113 ページ: E71-80
  • DOI: 10.1073/pnas.1517188113.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] INPP4BはPTEN欠損による発がんへのフェイルセーフ機構を担う (2015)
  • 著者名/発表者名: 小藤智史，佐々木雄彦
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 34 ページ: 450-453
• [学会発表] Measuring Phosphoinositides at Molecular Species Level (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Nakanishi, Satoshi Eguchi, Masaki Ishikawa, Akira Suzuki, Junko Sasaki, Takehiko Sasaki
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 心肥大におけるホスホイノシタイド代謝酵素Vps34のタンパク質分解機構の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村洋貴、江口賢史、久場敬司、今井由美子、高須賀俊輔、伊藤玲悦、中村亮太郎、中西広樹、石川将己、佐々木純子、山崎正和、佐々木雄彦
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-12-03
  • 招待講演
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://www.med.akita-u.ac.jp/~bisei/