オルガネラ膜特異的脂質環境の細胞内情報発信プラットフォームとしての新機能の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H06164
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 新井 洋由 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (40167987)
• 研究分担者: 河野 望 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (50451852) ; 向井 康治朗 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (90767633)
• 研究期間 (年度): 2017-05-31 – 2022-03-31
• キーワード: 脂質 / オルガネラ膜 / リサイクリングエンドソーム / STING / Hippo/YAP

研究実績の概要

[リサイクリングエンドソーム膜PSによるHippo/YAP経路の制御]
本年度において1.YAPおよび関連分子のREへのリクルート機構の解明、2.RE膜上PSの濃縮・分散機構の解明、3.小胞体からREへのPS輸送の分子機構の解明、4.YAP依存性がん細胞の増殖抑制法の解明を行った。特に4に関して、YAP依存的に増殖する乳がん細胞であるMDA-MB-231細胞において、PSの下流でYAPの脱リン酸化を担う酵素を同定し、その脱リン酸化酵素の発現抑制でMDA-MB-231細胞の細胞増殖を抑制できることを見出した。

[細胞質DNA応答分子STINGのオルガネラ膜脂質による制御]
本年度では1.STINGパルミトイル化酵素の同定、2.STINGのゴルジ体ラフトでの活性化機構の解明、3.活性化STINGの分解機構の解明、4.ゴルジ体→RE膜輸送系の解明を行った。1に関してゴルジ体に局在するパルミトイル化酵素DHHC3/7/15を過剰発現すると酵素活性依存的にSTINGのパルミトイル化が増強した。2に関して下流キナーゼTBK1のリン酸化体と脂質ラフト構成資質の一つであるスフィンゴミエリンがゴルジ体の一部の領域で共局在することを見出した。3,4に関してSTINGの分解に必要な遺伝子をゲノムワイドスクリーニングし、約200遺伝子同定した。また、当初の予想に反し、ウイルス応答タンパク質がゴルジ体膜上で活性化する前に小胞体膜上でも制御を受けることが明らかとなった。研究遂行上、この現象の本質を見極めることが不可欠であることから、小胞体膜でのウイルス応答制御機構の解析し、STINGを小胞体に止めるために必要な因子を同定した。

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

研究実績の概要に記したように、PSの下流でYAPの脱リン酸化を担う酵素の同定、STINGパルミトイル化酵素の同定、STINGの分解に必要な遺伝子の同定に成功し、おおむね当初の計画通りの研究成果が得られている。

今後の研究の推進方策

当初の計画通り、近傍蛋白質ビオチン化法(BirA*法)と特異的脂質認識プローブを駆使し、細胞内オルガネラ膜における局在分子、相互作用分子の網羅的な同定を進めるとともに、リサイクリングエンドソーム膜PSによるHippo/YAP経路の制御、細胞質DNA応答分子STINGのオルガネラ膜脂質による制御に関して、さらに詳細な解析を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Decrease in membrane phospholipids unsaturation correlates with myocardial diastolic dysfunction (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Tsunehisa、Endo Jin、Kataoka Masaharu、Matsuhashi Tomohiro、Katsumata Yoshinori、Shirakawa Kohsuke、Yoshida Naohiro、Isobe Sarasa、Moriyama Hidenori、Goto Shinichi、Yamashita Kaoru、Nakanishi Hiroki、Shimanaka Yuta、Kono Nozomu、Shinmura Ken、Arai Hiroyuki、Fukuda Keiichi、Sano Motoaki
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 ページ: e0208396
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0208396
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Magnetic Separation of Autophagosomes from Mammalian Cells Using Magnetic?Plasmonic Hybrid Nanobeads (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Mari、Mohan Priyank、Mukai Kojiro、Takeda Yuichi、Matsumoto Takeo、Matsumura Kazuaki、Takakura Masahiro、Arai Hiroyuki、Taguchi Tomohiko、Maenosono Shinya
  • 雑誌名: ACS Omega 巻: 2 ページ: 4929～4937
  • DOI: 10.1021/acsomega.7b00929
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endosomal phosphatidylserine is critical for the YAP signalling pathway in proliferating cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Matsudaira T, Mukai K, Noguchi T, Hasegawa J, Hatta T, Iemura SI, Natsume T, Miyamura N, Nishina H, Nakayama J, Semba K, Tomita T, Murata S, Arai H, Taguchi T.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 8 ページ: 1246
  • DOI: 10.1038/s41467-017-01255-3.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Omega-3 fatty acid epoxides are autocrine mediators that control the magnitude of IgE-mediated mast cell activation (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimanaka Yuta、Kono Nozomu、Taketomi Yoshitaka、Arita Makoto、Okayama Yoshimichi、Tanaka Yuki、Nishito Yasumasa、Mochizuki Tatsuki、Kusuhara Hiroyuki、Adibekian Alexander、Cravatt Benjamin F、Murakami Makoto、Arai Hiroyuki
  • 雑誌名: Nature Medicine 巻: 23 ページ: 1287-1297
  • DOI: 10.1038/nm.4417
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Autophagosome formation is initiated at phosphatidylinositol synthase-enriched ER subdomains. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Tamura N, Kono N, Shimanaka Y, Arai H, Yamamoto H, Mizushima N.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 36 ページ: 1719-1735
  • DOI: 10.15252/embj.201695189.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lysophosphatidylcholine export by human ABCA7 (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomioka Maiko、Toda Yoshinobu、Ma?ucat Noralyn B.、Akatsu Hiroyasu、Fukumoto Manabu、Kono Nozomu、Arai Hiroyuki、Kioka Noriyuki、Ueda Kazumitsu
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids 巻: 1862 ページ: 658～665
  • DOI: 10.1016/j.bbalip.2017.03.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] 生体膜中の脂肪酸が生み出す多彩な生理機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河野 望、新井 洋由
  • 雑誌名: ビタミン 巻: 91 ページ: 563-568
• [学会発表] The role of oxidized phaspholipid-derived lipid mediators in IgE-mediated mast cell activation (2018)
  • 著者名/発表者名: 嶋中雄太,河野望, 村上誠、新井洋由
  • 学会等名: 第12回 炎症・脂質代謝・メタボリサーチフォーラム
• [学会発表] エポキシ化ω3脂肪酸はIgE依存的なマスト細胞の活性化を制御するオートクリンメディエーターである (2018)
  • 著者名/発表者名: 嶋中雄太,河野望, 村上誠、新井洋由
  • 学会等名: 第26回 東京免疫フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] w3 Fatty Acid Epoxides are Autocrine Mediators that Control the Magnitude of IgE-mediated Mast Cell Activetion (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuta Shimanaka, Nozomu Kono, Makoto Murakami, and Hiroyuki Arai
  • 学会等名: BIOACTIVE LIPIDS
  • 国際学会
• [学会発表] 酸化リン脂質を介した脂質性メディエーターの産生とその生理的意義 (2018)
  • 著者名/発表者名: 河野 望
  • 学会等名: 第１５回レドックス・ライフイノベーションシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 飽和脂肪酸含有リン脂質による炎症応答の誘導 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大木 悠佑,神田 麻優香,嶋中 雄太,河野 望，新井 洋由
  • 学会等名: 日本薬学会 第138回年会
• [学会発表] 生活習慣病リスクファクターとしての生体膜脂肪酸鎖の新たな機能 (2018)
  • 著者名/発表者名: 新井洋由
  • 学会等名: 第53回インスリン研究会
  • 招待講演
• [学会発表] The role of oxidized phaspholipid-derived lipid mediators in IgE-mediated mast cell activation (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuta Shimanaka, Nozomu Kono, Yoshitaka Taketomi, Makoto Arita, Makoto Murakami, and Hiroyuki Arai
  • 学会等名: Gordon Research Conference Molecular and Cellular Biology of Lipids
  • 国際学会
• [学会発表] 膜脂質変化と熱ストレスによって活性化するMAPキナーゼ経路の上流因子の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丸井將平,辻智子,河野望、末廣勇司,三谷昌平,新井洋由
  • 学会等名: 第16回 次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム217
• [学会発表] Search for upstream factors of MAP kinase pathway activated by heat stress and membrane lipid alterations (2017)
  • 著者名/発表者名: 丸井將平,辻智子,河野望、末廣勇司,三谷昌平,新井洋由
  • 学会等名: conbio217
• [学会発表] The development of a new method for depletion of phosphatidylserine with phosphatidylserine decarboxylase (2017)
  • 著者名/発表者名: Kojiro Mukai, Tatsuyuki Matsudaira, Hiroyuki Arai,, Tomohiko Taguchi
  • 学会等名: ConBio217
• [学会発表] ホスファチジルイノシトール特異的脂肪酸転移酵素LPIAT1の肝臓における機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Tanaka, Takuya Kubo, Yosuke Tokumaru, Yuta Shimanaka, Nozomu Kono, Hiroyuki Arai
  • 学会等名: 中性脂肪学会第1回学術集会
• [学会発表] Lysophosphatidylcholine acyltransferase 1 protects against cytotoxicity induced by polyunsaturated fatty acids (2017)
  • 著者名/発表者名: Sosuke Akagi,Nozomu Kono, Hiroyuki Ariyama, Hideo Shindo, Takao Shimizu, Hiroyuki Arai
  • 学会等名: Gordon Research Conference Molecular and Cellular Biology of Lipids
  • 国際学会
• [学会発表] DPPIは精子細胞に特異的に存在するリン脂質である (2017)
  • 著者名/発表者名: 赤木聡介,河野望、嶋中雄太,可野邦行、青木淳賢、新井洋由
  • 学会等名: 217年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 高度不飽和脂肪酸(PUFA)欠損培養細胞の表現型解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石野雄己,齊藤友理,向井康治朗,田口友彦,新井洋由
  • 学会等名: フォーラム217衛生薬学・環境トキシコロジー
• [学会発表] 高度不飽和脂肪酸(PUFA)欠損培養細胞の表現型解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 石野雄己,齊藤友理,向井康治朗,田口友彦,新井洋由
  • 学会等名: 第16回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2017
• [学会発表] Deficiency of Polyunsaturated fatty acids (PUFA) induces the G1/S cell cycle arrest (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ishino,Yuri Saito,Kojiro Mukai,Tomohiko Taguchi,Hiroyuki Arai,
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 骨格筋におけるTMEM52の生理的機能の解明 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩野稔輝、菅原礼、嶋中雄太、河野望、新井洋由
  • 学会等名: 第16回 バイオフォーラム
• [学会発表] 熱ストレス及び高度不飽和脂肪酸欠乏により活性化するMAPK経路の上流因子の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 塩野稔輝,山守なつみ, 河野望、 八代田英樹, 三谷昌平, 新井洋由
  • 学会等名: 第4回 日本分子生物学会
• [学会発表] 脂肪酸組成感受性膜タンパク質の同定 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河野 望、北井 祐人,嶋中 雄太,白江 伸一郎,木村 真子,井上 貴雄, 三谷 昌平、新井 洋由
  • 学会等名: 第59回 日本脂質生化学会
• [学会発表] 高度不飽和脂肪酸(PUFA)欠損培養細胞の作製 (2017)
  • 著者名/発表者名: 齊藤 友理, 石野雄己, 向井康治朗, 田口 友彦, 新井 洋由,
  • 学会等名: 第59回 日本脂質生化学会
• [学会発表] Functional analysis of lysoPI-specific acyl transferase1 (LPIAT1) (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuri Saito, Hyeon-Cheol Lee, Takao Inoue, Junko Sasaki, Takuya Kubo, Shinji Matsuda,_Yasuko Nakasaki, Mitsuharu Hattori, Fumiharu Tanaka, Osamu Udagawa, Nozomu Kono, Toshiki Itoh4, Hideo Ogiso, Ryo Taguchi, Makoto Arita, Takehiko Sasaki, and Hiroyuki Arai
  • 学会等名: Gordon Research Conference Molecular and Cellular Biology of Lipids
  • 国際学会
• [学会発表] 飽和脂肪酸含有リン脂質による炎症応答の誘導 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大木 悠佑,神田 麻優香,嶋中 雄太,河野 望，新井 洋由
  • 学会等名: フォーラム 2017 衛生薬学・環境トキシコロジー
• [学会発表] 飽和脂肪酸含有リン脂質による炎症応答の誘導 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大木 悠佑,神田 麻優香,嶋中 雄太,河野 望，新井 洋由
  • 学会等名: 第16回 次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2017
• [学会発表] 飽和脂肪酸含有リン脂質による炎症応答の誘導 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大木 悠佑,神田 麻優香,嶋中 雄太,河野 望，新井 洋由
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] 改変 Equinatoxin-II による細胞内スフィンゴミエリンの可視化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 仁木隆裕, 牧野麻美, 小林俊秀, 田口友彦, 新井洋由
  • 学会等名: リポクオリティ若手発表会
• [学会発表] 細胞毒性を軽減した改変 Equinatoxin-II の創出と 生細胞への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 仁木隆裕, 牧野麻美, 小林俊秀, 田口友彦, 新井洋由
  • 学会等名: 第59回日本脂質生化学会
• [学会発表] 細胞毒性を激減させた変異Equinatoxin-II の創出とスフィンゴミエリンプローブとしての生細胞への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 仁木隆裕, 牧野麻美, 小林俊秀, 田口友彦, 新井洋由
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] 細胞内シグナル伝達とオルガネラ膜脂質環境との協調 (2017)
  • 著者名/発表者名: 新井洋由
  • 学会等名: 生化学会東北支部
  • 招待講演
• [学会発表] 動物細胞にとって高度不飽和脂肪酸はなぜ必要か？ (2017)
  • 著者名/発表者名: 新井洋由
  • 学会等名: 第355回 脂溶性ビタミン総合研究委員会
• [学会発表] 飽和脂肪酸と高度不飽和脂肪酸の細胞機能と病態 (2017)
  • 著者名/発表者名: 新井洋由
  • 学会等名: 朝日生命成人病研究所分泌セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 最近明らかになった細胞内オルガネラ膜ホスファチジルセリンの予想外の機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 新井洋由
  • 学会等名: 第16回PS研究会
  • 招待講演
• [学会発表] オルガネラ膜リン脂質環境を介した細胞内シグナル伝達 (2017)
  • 著者名/発表者名: 新井洋由
  • 学会等名: 薬学会九州支部
  • 招待講演
• [備考] オメガ３脂肪酸を動かしてアレルギーを促す酵素を発見
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=6&key=1507625453
• [備考] 細胞の増殖に重要な転写共役因子YAPが生体膜リン脂質により活性化されることを世界で初めて解明
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/topics.html?page=5&key=1509614101