細胞内コレステロール輸送に関わる分子の同定と解析

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24790104
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 石塚 玲子 国立研究開発法人理化学研究所, 小林脂質生物学研究室, 専任研究員 (60342747)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: コレステロール

研究実績の概要

コレステロールは細胞膜の主要成分で、特にシグナル伝達に関わる脂質ドメイン（脂質ラフト）の形成と機能において、重要な役割を果たすと考えられている。細胞内のコレステロール量や分布は厳密に制御され、コレステロールホメオスタシスが維持されている。コレステロールのオルガネラ間の輸送は、小胞輸送の他、小胞を介さない非小胞輸送経路によると考えられているが、どのような分子が関与しているかは明らかでない。本研究では、コレステロールの細胞内輸送や分布に関与する分子をスクリーニングし、その機構を明らかにすることを目的とした。またコレステロールは脂質ラフトの形成に重要であるため、脂質ドメインに影響を与える化合物を取得することも目指した。
これまでに化合物ライブラリーを用いたスクリーニングを行い、小胞体で生合成されたコレステロールの細胞表面への輸送を阻害する化合物を数種類取得した。さらに阻害効果の高い化合物の絞り込みを行った。平成26年度は細胞を化合物で処理し、細胞内の脂質輸送がどのように影響を受けるかを解析した。
またこれまでにスクリーニングによって、細胞表面の脂質プローブによるコレステロール染色は減少させるが、コレステロールの生合成や細胞内輸送には影響を与えない化合物を取得した。脂質ラフトの構造や機能の解析には、細胞膜からコレステロールを除去する化合物がよく用いられているが、脂質を除去するのではなく、脂質ドメインの構造や性質を変化させるような化合物も脂質ラフト研究の有用なツールになると考えられる。平成27年度は、この取得した化合物について人工膜や細胞を用いた解析を行った。化合物は脂質膜に結合し、脂質ドメインの融合を引き起こした。また細胞を化合物で処理すると、膜秩序が変化し、アクチン重合が誘導されることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Detectors for evaluating the cellular landscape of sphingomyelin- and cholesterol-rich membrane domains (2016)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto T*, Ishitsuka R*, Kobayashia T. * equally contributed
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids 巻: in press ページ: in press
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbalip.2016.03.013.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of aegerolysins as novel tools to detect and visualize ceramide phosphoethanolamine, a major sphingolipid in invertebrates. (2015)
  • 著者名/発表者名: Bhat HB*, Ishitsuka R*, Inaba T, Murate M, Abe M, Makino A, Kohyama-Koganeya A, Nagao K, Kurahashi A, Kishimoto T, Tahara M, Yamano A, Nagamune K, Hirabayashi Y, Juni N, Umeda M, Fujimori F, Nishibori K, Yamaji-Hasegawa A, Greimel P, Kobayashi T. * equally contributed
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 29 ページ: 3920-3934
  • DOI: doi: 10.1096/fj.15-272112.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Targeting cholesterol in a liquid-disordered environment by theonellamides modulates cell membrane order and cell shape. (2015)
  • 著者名/発表者名: Arita Y, Nishimura S, Ishitsuka R, Kishimoto T, Ikenouchi J, Ishii K, Umeda M, Matsunaga S, Kobayashi T, Yoshida M.
  • 雑誌名: Chem Biol. 巻: 22 ページ: 604-10
  • DOI: doi: 10.1016/j.chembiol.2015.04.011.
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 脂質ドメインと膜秩序を変化させる化合物のスクリーニングと解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石塚玲子、小林俊秀
  • 学会等名: BMB2015
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド・神戸市・兵庫県
  • 年月日: 2015-12-01