生体膜リン脂質多様性の生物学

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24229003
• 研究機関: 独立行政法人国立国際医療研究センター
• 研究代表者: 清水 孝雄 独立行政法人国立国際医療研究センター, その他部局等, その他 (80127092)
• 研究期間 (年度): 2012-05-31 – 2017-03-31
• キーワード: リン脂質 / アシル転位酵素 / 肺サーファクタント / リピドミクス / エイコサノイド

研究概要

１．脂質解析技術の開発：東京大学大学院医学系研究科のリピドミクス社会連携講座で島津製作所と共同研究を進め、当初の目的通り、１５０種類を超えるエイコサノイドを30分程度で一斉分析、定量できる手法を確立し組織実サンプルなどを用いて定量、プロファイリングを開始している。さらに、リン脂質、リゾリン脂質のプロファイリング法の開発も進めている。
２．リン脂質代謝酵素の研究：ホスホリパーゼA2β欠損マウスが免疫増強作用を示すことを明らかにした。また、ホスホリパーゼA２εの神経細胞分化への役割を明らかにした。今後、分子機構を明らかにし、公表予定である。アシル転移酵素ではPAF生合成に関与するLPCAT阻害剤のスクリーニングを行い、ほかの酵素を阻害せず、また、酵素の持つ二重活性（PAF産生と膜リン脂質産生）の内、炎症作用を持つPAF産生のみを抑える化合物を得た。現在、製薬企業との共同研究を進めると同時に、研究室での試薬としても有用性を確かめている。肺サーファクタント脂質輸送タンパクの探索の過程で、リン脂質の曲率やパッキング異常を認識し、結合する新たなタンパクを得た。この生体内での役割を解析中である。また、生体リン脂質の多様性獲得に関して、モデルを提唱し、ノックアウトマウスでその妥当性を評価した。
３．リン脂質ダイナミズムの生物学的解析：脳におけるリン脂質生合成に関わるリゾリン脂質アシル転移酵素を同定し、リゾホスファチジン酸アシル転移酵素４(LPAAT4)と名付けたLPAAT4はDHAをリン脂質に組み込む活性を持ち、そのmRNAは脳で高かった。脳にはDHA含有リン脂質が多く、LPAAT4が脳機能へ影響を与えていると推測できた。

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

遺伝子欠損マウスは順調に作製が進んでおり、また、脂質解析系の開発も進んでいる。この結果、J. Biol. Chem., J. Lipid. Res., Cell Metabolism, J. Exp. Med.,など数多くの論文も公表している。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策
１．脂質解析技術に関しては今回開発した手法をさらに改善し、最適化するとともに、様々な実サンプルの測定を進める。また、膜リン脂質のプロファイリング技術の改良を進める。
２．リン脂質代謝酵素では、遺伝子欠損マウスを複数保持しており、初期の予定通り、解析を進める。質量分析計を用いたリン脂質分子種の変化と細胞や個体機能の関連を明らかにする。
３．東大のリピドミクス社会連携講座と国立国際医療研究センターの連携を強め、患者サンプルの解析に進む。
４．すでに確立した技術の汎用化を行い、またLPCAT2阻害剤の開発について、企業と共同研究を一層進める。

研究成果

• [雑誌論文] 12-Hydroxyhpetadecatrienoic acid promotes epidermal wound healing by accelerating keratinocyte migration via BLT2 receptor. (2014)
  • 著者名/発表者名: Liu, M., Saeki, K., Matsunobu, T., Okuno, T., Koga, T., Sugimoto, Y., Yokoyama, C., Nakamizo, S., Kabashima, K., Narumiya, S., Shimizu, T.,and Yokomizo, T.
  • 雑誌名: J. Exp. Med. 巻: 211 ページ: 1063-78
  • DOI: 10.1084/jem.20132063
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Selective inhibitors of a PAF biosynthetic enzyme lysophosphatidylcholine acyltransferase 2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tarui, M., Shindou, H., Kumagai, K., Morimoto, R., Harayama, T., Hashidate, T., Kojima, H., Okabe, T., Nagano, T., Nagase, T., and Shimizu, T.
  • 雑誌名: J. Lipid Res. 巻: 55 ページ: 1386-1396
  • DOI: 10.1194/jlr.M049205
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Diversity and function of membrane glycerophospholipids generated by the remodeling pathway in mammalian cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hishikawa, D., Hashidate, T., Shimizu, T., and Shindou, H.
  • 雑誌名: J. Lipid Res. 巻: 55 ページ: 799-807
  • DOI: 10.1194/jlr.R046094
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Interplay between CXCR2 and BLT1 facilitates neutrophil infiltration and resultant keratinocyte activation in a murine model of imiquimod-induced psoriasis (2014)
  • 著者名/発表者名: Sumida, H., Yanagida, K., Kita, Y., Abe, J., Matsushima, K., Nakamura, M., Ishii, S., Sato, S., and Shimizu, T.
  • 雑誌名: J. Immunol 巻: 192 ページ: 4361-4369
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1302959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rapid Production of Platelet-activating Factor Is Induced by Protein Kinase Cα-mediated Phosphorylation of Lysophosphatidylcholine Acyltransferase 2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, R., Shindou, H., Tarui, M., and Shimizu, T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.558874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lysophospholipid acyltransferases mediate phosphatidylcholine diversification to achieve the physical properties required in vivo. (2014)
  • 著者名/発表者名: Harayama, T., Eto, M., Shindou, H., Kita, Y., Otsubo, E., Hishikawa, D., Ishii, S., Sakimura, K., Mishina, M., and Shimizu, T.
  • 雑誌名: Cell metablism 巻: in press ページ: in press
  • DOI: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mast cell maturation is driven via a group III phospholipase A2-prostaglandin D2-DP1 receptor paracrine axis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Taketomi Y, et. al.
  • 雑誌名: Nature Immunol. 巻: 14 ページ: 554-563
  • DOI: 10.103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Excitotoxicity-induced immediate surge in hippocampal prostanoid production has latent effects that promote chronic progressive neuronal death. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa, K., Kita, Y., Furukawa, A., Kawamura, N., Hasegawa-Ishii, S., Chiba, Y., Takei, S., Maruyama, K., Shimizu, T., Shimada, A.
  • 雑誌名: Prostaglandin, Leukotriene Essential Fatty Acids 巻: 88 ページ: 373-381
  • DOI: 10.1016/j.plefa
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alkylglycerol monooxygenase as a potential modulator for PAF synthesis in macrophages (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokuoka M, S., Kita, Y., Shindou, H., Shimizu, T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 436 ページ: 306-312
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.05.099
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acute inhibition of diacylglycerol lipase blocks endocannabinoid-mediated retrograde synaptic suppression: evidence for on-demand biosynthesis of 2-arachidonoylglycerol. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimotodani, Y., Ohno-Shosaku, T., Tanimura, A., Kita, Y., Sano, Y., Shimizu, T., Marzo,Vincenzo Di, and Kano, M
  • 雑誌名: J. Physiol. 巻: 591 ページ: 4765-4776
  • DOI: doi: 10.1113/jphysiol
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Sec14-like 3 as a novel lipid-packing sensor in the lung. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hishikawa, D., Shindou, H., Harayama, T., Ogasawara, R., Suwabe, A. and Shimizu, T.
  • 雑誌名: FASEB J 巻: 27 ページ: 5131-5140
  • DOI: 10.1096/fj.13-233106
  • 査読あり
• [雑誌論文] TDAG8 activation inhibits osteoclastic bone resorption. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hikiji, H., Endo, D., Horie, K., Harayama, T., Akahoshi, N., Igarashi, H., Kihara, Y., Yanagida, K., Takeda, J., Koji, T., Shimizu, T., and Ishii, S
  • 雑誌名: FASEB J 巻: 28 ページ: 871-879
  • DOI: 10.1096/fj.13-233106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antiobese function of platelet-activating factor: increased adiposity in platelet-activating factor receptor-deficient mice with age. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sugatani, J., Sadamitsu, S., Yamaguchi, M., Yamazaki, Y., Higa, R., Hattori, Y., Uchida, T., Ikari, A., Sugiyama, W., Watanabe, T., Ishii, S., Miwa, M., Shimizu, T.
  • 雑誌名: FASEB J 巻: 28 ページ: 440-452
  • DOI: 10.1096/fj.13-233262
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Lysophosphatidic Acid Acyltransferase Enzyme (LPAAT4) with a Possible Role for Incorporating Docosahexaenoic Acid into Brain Glycerophospholipids. (2013)
  • 著者名/発表者名: Eto, M., Shindou, H., and Shimizu, T.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 443 ページ: 718-724
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.12.043
  • 査読あり
• [学会発表] Deficiency of monoacylglycerol lipase attenuates diet-induced obesity in an endocannabinoid system-independent manner (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenji Yoshida, Yoshihiro Kita, Suzumi Tokuoka, Kenji Sakimura, Masanobu Kano, Takao Shimizu
  • 学会等名: LIPID MAPS Annual Meeting 2014
  • 発表場所: Scripps Seaside Forum UCSD、La Jolla CA, USA
  • 年月日: 20140513-20140514
• [学会発表] Development of glycerophospholipid profiling methods using ternary gradient liquid chromatography/high-speed triple quadrupole mass spectrometry (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzumi Tokuoka, Yoshihiro Kita, Masaki Yamada, Takao Shimizu
  • 学会等名: LIPID MAPS Annual Meeting 2014
  • 発表場所: Scripps Seaside Forum UCSD、La Jolla CA, USA
  • 年月日: 20140513-20140514
• [学会発表] Monoacylglycerol lipase mediates fever via hypothalamic prostaglandin E2 production (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kita, Kenji Yoshida, Suzumi M. Tokuoka, Fumie Hamano, Kenji Sakimura, Masanobu Kano,Takao Shimizu
  • 学会等名: LIPID MAPS Annual Meeting 2014
  • 発表場所: Scripps Seaside Forum UCSD、La Jolla CA, USA
  • 年月日: 20140513-20140514
• [学会発表] Sec14L3 a novel protein recognizing liposome curvature and packing defect (2014)
  • 著者名/発表者名: Takao Shimizu
  • 学会等名: LIPID MAPS Annual Meeting 2014
  • 発表場所: Scripps Seaside Forum UCSD、La Jolla CA, USA
  • 年月日: 20140513-20140514
  • 招待講演
• [学会発表] イミキモド誘発マウス乾癬様皮疹における好中球浸潤の機序と役割の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 住田隼一、柳田圭介、北芳博、阿部淳、松島綱治、中村元直、石井聡、佐藤伸一、清水孝雄
  • 学会等名: 第41回日本臨床免疫学会総会
  • 発表場所: 海峡メッセ下関、日本(山口県)、下関市
  • 年月日: 20131127-20131129
• [学会発表] Monoacylglycerol lipase mediates lipopolysaccharide-induced fever in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kita, Asami Tanimura, Maya Yamazaki, Kenji Sakimura, Masanobu Kano, Takao Shimizu
  • 学会等名: FASEB Science Research Conferences (Lysophospholipid and other Related Mediators - From Bench to Clinic)
  • 発表場所: ヒルトンニセコビレッジ（北海道ニセコ町）
  • 年月日: 20130805-20130808
• [学会発表] Glycerophospholipid metabolism and biological functions (2013)
  • 著者名/発表者名: 清水孝雄
  • 学会等名: FASEB Science Research Conferences (Lysophospholipid and other Related Mediators - From Bench to Clinic)
  • 発表場所: ヒルトンニセコビレッジ（北海道ニセコ町）
  • 年月日: 20130805-20130808
  • 招待講演
• [学会発表] 肺サーファクタントのリン脂質と呼吸機能
  • 著者名/発表者名: 進藤英雄
  • 学会等名: 日本肺サーファクタント・界面医学会 第49回学術研究会
  • 発表場所: 東京医科大学、 東京都新宿区
  • 招待講演
• [学会発表] Acceleration of platelet-activating factor biosynthesis by phosphorylated lysophosphatidylcholine acyltransferase 2
  • 著者名/発表者名: Ryo Morimoto, Hideo Shindou, Megumi Tarui, and Takao Shimizu
  • 学会等名: 13th International Conference on Bioactive Lipids in Cancer, Inflammation, and Related Diseases
  • 発表場所: Sheraton Puerto Rico Hotel , Puerto Rico, San Juan
• [学会発表] Discovery of a selective inhibitor for the PAF biosynthetic enzyme lysophosphatidylcholine acyltransferase 2
  • 著者名/発表者名: Megumi Tarui, Hideo Shindou, Ryo Morimoto, Miki Eto, Takeshi Harayama, Kazuo Kumagai, Tetsuo Nagano, Takahide Nagase, Takao Shimizu
  • 学会等名: 13th International Conference on Bioactive Lipids in Cancer, Inflammation, and Related Diseases
  • 発表場所: Sheraton Puerto Rico Hotel , Puerto Rico, San Juan
• [学会発表] Lipid mediators: enzymes and receptors
  • 著者名/発表者名: Shimizu Takao
  • 学会等名: 13th International Conference on Bioactive Lipids in Cancer, Inflammation, and Related Diseases
  • 発表場所: Sheraton Puerto Rico Hotel , Puerto Rico, San Juan
  • 招待講演
• [学会発表] Analysis of human leukotriene B4 type I receptor phosphorylation sites by Phos-tag SDS-PAGE
  • 著者名/発表者名: Yoshimitsu Nakanishi, Keisuke Yanagida, Takao Shimizu, Motonao Nakamura
  • 学会等名: 13th International Conference on Bioactive Lipids in Cancer, Inflammation, and Related Diseases
  • 発表場所: Sheraton Puerto Rico Hotel , Puerto Rico, San Juan
• [学会発表] リゾリン脂質アシル転移酵素による生体膜リン脂質多様性形成
  • 著者名/発表者名: 進藤英雄、清水孝雄
  • 学会等名: 第86回日本生化学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、神奈川県
  • 招待講演
• [学会発表] A very fast triple quadrupole mass spectrometer as a tool for SRM-based phospholipidomics
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kita, Suzumi M.Tokuoka, Masaki Yamada,and Takao Shimizu
  • 学会等名: 61st ASMS Conference on Mass Spectrometry
  • 発表場所: 米国 ミネアポリスコンベンションセンター
• [学会発表] High-speed monitoring method for eicosanoids and related compounds using liquid chromatography / mass spectrometry
  • 著者名/発表者名: Masaki Yamada, Yoshihiro Kita, Suzumi Tokuoka, Takahiro Kohira, Takao Shimizu
  • 学会等名: 61st ASMS Conference on Mass Spectrometry
  • 発表場所: 米国 ミネアポリスコンベンションセンター
• [学会発表] 脂肪細胞分化におけるリン脂質リモデリング酵素（リゾリン脂質アシル基転移酵素）の解析
  • 著者名/発表者名: 衛藤樹、進藤英雄、原山武士、柳田圭介、清水孝雄
  • 学会等名: 日本脂質生化学会
  • 発表場所: ホテル松島大観荘、日本、松島
• [学会発表] Cytosolic Phospholipase A2 in Health and Disease
  • 著者名/発表者名: 清水孝雄
  • 学会等名: ５th International Conference on Phospholipase A2 Mediated Signaling in Translational Medicine
  • 発表場所: Neuroscience Center for Excellence, New Orleans, LA, USA
  • 招待講演
• [備考] 国立国際医療研究センター 脂質シグナリングプロジェクト
  • URL: http://www.ncgmlipidsp.jp/index.html
• [備考] 東京大学大学院リピドミクス社会連携講座
  • URL: http://lipidomics.m.u-tokyo.ac.jp/