LAMP-2によるオートファジーおよび受容体輸送の制御機構

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14580701
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 田中 嘉孝 九州大学, 大学院・薬学研究院, 助手 (20217095)
• キーワード: リソソーム / エンドソーム / リソソーム膜蛋白質 / オートファジー / 蛋白質選別輸送

研究概要

我々は、主要なリソソーム膜蛋白質の1つであるLAMP-2の機能解明を目的とし、LAMP-2欠損マウスを作成し、LAMP-2欠損が死亡率の上昇、蛋白質分解能低下とそれに伴うオートファゴソームの蓄積、心機能低下を引き起こすことを以前明らかにした。
本研究では、LAMP-2欠損により引き起こされるオートファゴソームの蓄積の分子機構について、LAMP-2欠損マウスから単離した肝細胞を用いてより詳細な検討を行った。その結果、LAMP-2の欠損により、新たに合成されたリソソーム酵素の細胞外への分泌量の増加が引き起こされた。このようなリソソーム酵素の過剰分泌は、リソソーム酵素の受容体の1つである分子量46-kDaのcation-dependent mannose 6-phosphate receptor(MPR46)の細胞内レベルの低下により引き起こされることが判明した。免疫電顕による観察から、正常細胞では観察されないMPR46が、LAMP-2の欠損により蓄積したオートファゴソーム内に検出された。また、LDLおよびアシアロ糖蛋白質受容体もMPR46同様、LAMP-2欠損により発現量が低下していた。これら受容体は、エンドソームでリソソームに輸送される蛋白質から選別されることにより細胞膜やTGNへ輸送され、リソソームに運ばれることはないことから、LAMP-2の欠損によりこれら受容体のエンドソームでの選別異常が生じていることが判明した。それ故、LAMP-2はこれら受容体のエンドソームでの選別輸送に重要な役割を果たしていることが示唆される。

研究成果

• [文献書誌] Eskelinen, E.-L., Illert, A.L., Tanaka, Y., Schwarzmann, G., Blanz, J., von Figura, K., Saftig, P.: "Role of LAMP-2 in lysosome biogenesis and autophagy"Molecular of Cell Biology. 13. 3355-3368 (2002)
• [文献書誌] Kuronita, T., Eskelinen, E.-L., Fujita, H., Saftig, P., Himeno, M., Tanaka, Y.: "A role for the lysosomal membrane protein LGP85 in the biogenesis and maintenance of endosomal and lysosomal morphology"Journal of Cell Science. 115. 4117-4131 (2002)
• [文献書誌] Fujita, H., Yamanaka, M., Imamura K., Tanaka, Y., Nara, A., Yoshimori, T., Yokota S., Himeno, M.: "A dominant negative form of AAA ATPase SKD1/VPS4 impairs membrane trafficking out of endosomal/lysosomal compartments: Class E vps phenotype in mammalian cells"Journal of Cell Science. 116. 401-414 (2003)
• [文献書誌] Niwa, K., Tanaka, R., Murase, H., Ishikawa, T., Fujita, H., Himeno, M., Tanaka.Y.: "Two lysosomal membrane proteins, LGP85 and LGP107, are delivered to late endosomes/lysosomes through different intracellular routes after exiting from the trans-Golgi network"Biochemical and Biophysical Research Communications. 301. 803-840 (2003)
• [文献書誌] Eskelinen, E.-L., Tanaka, Y., Saftig, P.: "At the acidic edge : emerging functions for lysosomal membrane proteins"TRENDS in Cell Biology. (In press). (2003)
• [文献書誌] Gamp, A.-C., Tanaka, Y., Lullmann-Rauch, R., Wittke, D., D'Hooge, R., De Deyn, P.P., et al.: "LIMP-2/LGP85 deficiency causes ureteric pelvic junction obstruction, deafness and peripheral neuropathy"Human Molecular of Genetics. (In press). (2003)