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2021 年度 実績報告書

セラミド多様性を創出・維持する代謝経路とその破綻に起因する病態の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H03976
研究機関北海道大学

研究代表者

木原 章雄  北海道大学, 薬学研究院, 教授 (50333620)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード脂質 / セラミド / スフィンゴ脂質 / アルファ酸化 / 代謝
研究実績の概要

HACL1とHACL2の2-OH脂肪酸と分岐脂肪酸へのアルファ酸化における寄与をKO細胞と二重KO細胞を用いて解析を行った結果,HACL1とHACL2はそれぞれ分岐脂肪酸と2-OH脂肪酸のアルファ酸化に高い寄与を示すという基質特異性の違いが明らかとなった。
FADS3の個体レベルでの機能を明らかにするためにFads3 KOマウスの解析を行った。Fads3 KOマウス中ではスフィンガジエン型セラミドがほぼ消失しており,FADS3が哺乳類における唯一のセラミドC14不飽和化酵素であることが明らかとなった。Fads3の欠損が与える影響を組織学的,行動学的な観点から調べたが,明らかな影響は見られなかった。一方,腎機能に負荷をかけた場合,腎臓機能障害を示す予備的な結果を得たので,今後検証を進める。
細胞外のS1Pを取り込むトランスポーター候補であるSPNS2とMFSD2Bがそれぞれ高発現している血管内皮細胞と赤血球様細胞が高いS1P取り込み活性を持つことを明らかにした。また,PLPP欠損HAP1細胞中でMFSD2Bを欠損させるとS1P取り込み活性が低下した。これらのことから,これまで知られていたSPNS2とMFSD2BのS1P排出トランスポーターとしての役割に加えて,取り込みトランスポーターとしての機能もあることが明らかとなった。
シェーグレン・ラルソン症候群(SLS)の原因遺伝子ALDH3A2が欠損したヒトケラチノサイト作成し,セラミド量を測定した結果,SLSモデルマウスの結果と一致して,皮膚バリア機能に重要なアシルセラミド量が低下していることが明らかとなった。このことはアシルセラミド産生経路中のトランスアシレーション反応が障害されていることを示唆している。また,SLSの皮膚病態の発症がアシルセラミド量の低下によって引き起こされることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Formation of fatty alcohols -components of meibum lipids- by the fatty acyl‐CoA reductase FAR2 is essential for dry eye prevention2022

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Kento, Sawai‐Ogawa Megumi, Kihara Akio
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 36 ページ: e22216

    • DOI

      10.1096/fj.202101733R

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct uptake of sphingosine-1-phosphate independent of phospholipid phosphatases2021

    • 著者名/発表者名
      Goto Hirotaka, Miyamoto Masatoshi, Kihara Akio
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100605~100605

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100605

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impaired skin barrier function due to reduced ω-O-acylceramide levels in a mouse model of Sjogren-Larsson syndrome2021

    • 著者名/発表者名
      Nojiri Koki, Fudetani Shuhei, Arai Ayami, Kitamura Takuya, Sassa Takayuki, Kihara Akio
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 41 ページ: e0035221

    • DOI

      10.1128/mcb.00352-21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein‐bound ceramide levels in the epidermis of transglutaminase 1‐deficient mice2021

    • 著者名/発表者名
      Sassa Takayuki, Imai Yasutomo, Kihara Akio, Yamanishi Kiyofumi
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: 48 ページ: 1799~1801

    • DOI

      10.1111/1346-8138.16113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comprehensive stratum corneum ceramide profiling reveals reduced acylceramides in ichthyosis patient with CERS3 mutations2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Moe, Sassa Takayuki, Kyono Yuki, Uemura Hiroyasu, Kugo Masaaki, Hayashi Hideki, Imai Yasutomo, Yamanishi Kiyofumi, Kihara Akio
    • 雑誌名

      The Journal of Dermatology

      巻: 48 ページ: 447~456

    • DOI

      10.1111/1346-8138.15725

    • 査読あり
  • [学会発表] Comprehensive analysis of human stratum corneum ceramides by LC-MS/MS-based targeted lipidomics.2022

    • 著者名/発表者名
      Ohno Y, Suzuki M, Kawana M, Kihara A.
    • 学会等名
      10th International Singapore Lipid Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] セミノリピド合成と精子形成における脂肪族アシルCoA還元酵素Far1の役割2022

    • 著者名/発表者名
      玉澤彩乃, 大塚賢人, 佐々貴之, 木原章雄
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] トランス-2-エノイルCoA還元酵素Tsc13/TECRの触媒残基の同定と脂肪酸縮合反応に対する促進作用2022

    • 著者名/発表者名
      竹中優佳, 加藤稜也, 大野祐介, 木原章雄
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
  • [学会発表] 皮膚バリア脂質アシルセラミド/結合型セラミドの口腔および食道の粘膜上皮における存在と機能2021

    • 著者名/発表者名
      佐々貴之, 木原章雄
    • 学会等名
      第63回日本脂質生化学会
  • [学会発表] スフィンガジエン含有スフィンゴ脂質の生合成と代謝機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      城島啓佑, 澤井恵, 木原章雄
    • 学会等名
      第63回日本脂質生化学会
  • [学会発表] スフィンガジエン中のシス二重結合形成に関わるFADS3の同定2021

    • 著者名/発表者名
      城島啓佑, 木原章雄
    • 学会等名
      第20回次世代を担うファーマ・バイオフォーラム2021
  • [学会発表] 鱗癬原因遺伝子Nipal4欠損によるマウス表皮の脂質組成変化2021

    • 著者名/発表者名
      山地まりの, 大野祐介, 木原章雄
    • 学会等名
      第14回セラミド研究会学術集会
  • [学会発表] 長鎖塩基鎖長の多様性を含めたヒト角質層セラミドの包括的解析2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木まどか, 大野祐介, 木原章雄
    • 学会等名
      第14回セラミド研究会学術集会
  • [学会発表] アシルセラミド/結合型セラミドは口腔粘膜上皮の物質透過性バリア形成に関わる2021

    • 著者名/発表者名
      佐々貴之, 木原章雄
    • 学会等名
      第14回セラミド研究会学術集会
  • [学会発表] アシルセラミド/結合型セラミドによる口腔粘膜上皮バリア形成2021

    • 著者名/発表者名
      佐々貴之, 木原章雄
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] 脂肪酸ω-水酸化酵素CYP4F22及びトランスアシラーゼPNPLA1の魚鱗癬変異による皮膚バリア脂質アシルセラミド産生への影響2021

    • 著者名/発表者名
      野原知博, 大野祐介, 木原章雄
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] ヒト角質層セラミドの長鎖塩基鎖長の多様性2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木まどか, 大野祐介, 木原章雄
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] セラミドの多様性と皮膚バリア機能2021

    • 著者名/発表者名
      木原章雄
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [図書] 進化する皮膚科学2021

    • 著者名/発表者名
      椛島健治,一條遼,豊島文子,久保允人,森山麻里子,森山博由,鈴木浩也,徳増玲太郎,田中啓雄,田村淳,月田早智子,佐藤隆,木原章雄,髙山喜晴,山野美怜,亀井大嗣,伊藤良樹,冨田秀太,橋田裕美子,大畑雅典,その他
    • 総ページ数
      426
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      978-4-86043-733-6
  • [備考] 北海道大学薬学研究院生化学研究室

    • URL

      https://www.pharm.hokudai.ac.jp/seika/index.html

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公開日: 2022-12-28  

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