細胞の生存と死におけるスフィンゴ糖脂質の役割

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12140205
• 研究機関: 特殊法人理化学研究所
• 研究代表者: 平林 義雄 理化学研究所, 神経回路メカニズム研究グループ, 上級研究員 (90106435)
• 研究分担者: 三好 一郎 東北大学, 実験動物施設, 助手 (10183972) ; 竹田 潤二 大阪大学, 大学院・社会環境医学, 教授 (50163407) ; 古屋 茂樹 理化学研究所, 神経回路メカニズム研究グループ, 研究員 (00222274)
• キーワード: スフィンゴ脂質 / グルコシルセラミド / ラフト / 糖脂質 / セリンパルミトイル転移 / ノックストマウス / プルキンエ細胞 / アポトーシス

研究概要

個体レベルでのセリン由来のスフィンゴ脂質合成の機能解析に必須となる組織特異的にスフィンゴ脂質が欠損したノックアウトマウスを作ることに既に成功している。今年度は、T細胞に特異的にスフィンゴ脂質遺伝子Sptlc2を欠いたマウスを使った実験により、スフィンゴ脂質合成がT細胞の分化、発達に必須であることが示された。生化学的、電顕による解析の結果、ラフトに異常のあることが見いだされた。現在、ラフトシグナル系への影響を解析しているところである。
非分裂細胞である小脳プルキンエ細胞におけるスフィンゴ脂質合成の機能を同様な手法で解析するために、L7-Creトランスジェニック(Tg)を作成した。その結果、少なくとも生後2ヶ月まで、際だった異常は認められなかった(MIT、利根川、中沢との共同研究)。
GlcT-1のノックアウトマウス(胎児期7.5日で死ぬ)と神経特異的にGlcT-1を強制発現したTgマウスを交配させると、神経細胞を除いた他の非神経系組織で糖脂質の激減したマウスが生まれてくることを発見した。この事実は個体発生において神経系での糖脂質合成が必須であることを教えていた。しかし、生まれた個体は1週間後に死ぬ事から、非神経系での糖脂質合成が個体の生存に必須である事を見いだした。現在、細胞分裂の活発な小腸上皮組織における異常に注目して解析している。
スフィンゴ脂質の欠損したマウス組織において、新たな糖脂質が存在し、この糖脂質をホスファチジルグルコースと決定した。同じ脂質がHL60細胞のラフト様の脂質ドメインに存在し、細胞分化に関与している事を発見した。

研究成果

• [文献書誌] Kanda A, Tsuyama S, Murata F, Kodama K, Hirabayashi Y, Kanzaki T: "Immunoelectron microscopic analysis of lysosomal deposits in alpha-N-acetylgalactosaminidase deficiency with angiokeratoma corporis diffusum"J. Dermatol. Sci. 29. 42-48 (2002)
• [文献書誌] Uchida Y, Murata S, Schmuth M, Behne MJ, Lee JD, Ichikawa S, Elias PM, Hirabayashi Y, Holleran WM: "Glucosylceramide synthesis and synthase expression protect against ceramide-induced stress"J Lipid Res. 43. 1293-1302 (2002)
• [文献書誌] Yamada S, Okada Y, Ueno M, Iwata S, Deepa SS, Nishimura S, Fujita M, Van Die I, Hirabayashi Y, Sugahara K: "Determination of the Glycosaminoglycan-Protein Linkage Region Oligosaccharide Structures of Proteoglycans from Drosophila melanogaster and Caenorhabditis elegans"J Biol Chem. 277. 31877-31886 (2002)