細胞からリポソ-ムへの膜蛋白質の転移に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02453099
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 砂本 順三 京都大学, 工学部, 教授 (80037811)
• 研究分担者: 佐藤 智典 京都大学, 工学部, 助手 (00162454) ; 秋吉 一成 京都大学, 工学部, 助手 (90201285)
• キーワード: 膜タンパク質 / リポソ-ム / 人工境界脂質 / リポソ-ムワクチン / 癌 / 赤血球

研究概要

近年のタンパク質化学の目覚ましい進展に伴い、タンパク質群の構造および機能解析は著しく進んだ。しかし、その殆んどは可溶性タンパク質についてであり、細胞膜タンパク質に関しては非常に遅れているのが現状である。本研究では、リポソ-ムと生細胞を混合すると、細胞表層の膜タンパク質がリポソ-ム側に温和な条件下に転移してくることに着目し、この手法を細胞膜タンパク質の機能解明に巾広く利用する目的で種々の検討を行なった。具体的には、実際の細胞膜中での膜タンパク質の存在様式を調べ、膜タンパク質の周囲に存在する境界脂質(boundary lipid)の重要性を考慮し、人工境界脂質(DDPC)を分子設計・合成した。まず、種々のDDPC含有DMPCおよび卵黄レシチンリポソ-ムとヒト赤血球とを相互作用させ、細胞からリポソ-ム側へ転移してくる膜タンパク質量とリポソ-ム組成との相関を調べた。その結果、DDPCを添加することにより、タンパク質の転移効率が有意に増大すること、さらにリポソ-ム中のDDPCの添加量を変える事で、転移してくるタンパク質の種類を制御しえる事も明らかになってきた。また、赤血球膜中の膜酵素の一種であるアセチルコリンエステラ-ゼが、その活性を90%以上保持したまま、リポソ-ムに再構成されることもわかった。次に、癌細胞(放射線誘導癌細胞・Balb RVD)から抗原提示タンパク質を直接リポソ-ムに移行、再構成させリポソ-ムワクチンを作成し、マウスを使った実験で高い抗腫瘍効果の発現に成功した。この手法は、従来法と比較して抗原性タンパク質の化学的変性も起こらず、より高い免疫能が得られることも実証しており、新しいワクチン調製法として今後おおいに展開が予想される。

研究成果

• [文献書誌] J.Sunamoto: "Synthesis and Characterization of 1,2ーDimyristoylamidoー1,2ーdeoxyphosphatidylcholine as a Boundary Lipid Model." Biochim.Biophys.Acta. 1024. 209-219 (1990)
• [文献書誌] J.Sunamoto: "Deuterium Nuclear Magnetic Resonance Studies on the Interaction of Glycophorin with 1,2ーDimyristoylamidoー1,2ーdeoxyphosphatidylcholine" Biochim.Biophys.Acta. 1024. 220-226 (1990)
• [文献書誌] J.Sunamoto: "Effective Transfer of Membrane Proteins from Human Erythrocytes to Artificial Boundary Lipid Containing Liposomes" Chem.Lett.1990. 1249-1252 (1990)
• [文献書誌] J.Sunamoto: "Structual Stability of Lecithin Liposomes as Improved by Adding an Artificial Boundary Lipid," Chem.Lett.1990. 2141-2144 (1990)
• [文献書誌] J.Sunamoto: "Effective Transfer of Membrane Proteins from Intact Cells to Liposomes and Preparation of Liposomal Vaccines" Ann.N.Y.Acad.Sci.(Proceedings of the 10th Enzyme Engineering Conference). 613. 116-127 (1990)
• [文献書誌] R.Shibata: "Induction of in vitro and in vivo AntiーTumor Responses by Sensitization of Mice with Liposomes Containing a Crude Butanol Extract of Leukemia Cells and Transferred Intermembranously with Cell Surface Proteins" Int.J.Cancer. 48. 434-442 (1991)
• [文献書誌] J.Sunamoto: "Direct Transfer of Tumor Surface AntigenーPresenting Protein(TSAP) from Tumor Cell to Liposome for Making Liposomal Vaccine" J.Controlled Release.