イノシトールリン脂質の分子種改変に伴う細胞機能変化の解析

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12771422
• Research Institution: Fukuyama University
• Principal Investigator: 田中 保 福山大学, 工学部, 講師 (90258301)
• Keywords: ホスファチジルイノシトール / リン脂質 / ポリメチレン中断型脂肪酸 / アラキドン酸 / 細胞増殖 / 2-アラキドノイルグリセロール / カルシウムイオン

Research Abstract

細胞の刺激応答に重要な役割を果たすホスファチジルイノシトール(PI)は、ほとんどアラキドン酸含有分子種で構成される特徴がある。私は針葉樹種子に含まれるポリメチレン中断型不飽和脂肪酸がPIのアラキドン酸残基を代替する性質を利用して、以下の新知見を得た。
1.ポリメチレン中断型脂肪酸の新規代謝経路の発見
培養細胞あるいはミクロソームを用いた実験より、シアドン酸(20:3,Δ-5,11,14)はアラキドン酸代替物として挙動することを明らかにした。また、シアドン酸は脂肪酸不飽和化酵素の基質にはならないこと、一旦、16:2(Δ-7,10)へと鎖長短縮された後、再びリノール酸へと代謝されることが明らかになり、動物細胞がポリメチレン中断型脂肪酸から必須脂肪酸を作り出す代謝系を有することを明らかにした。
2.PI分子種の改変による細胞機能変化
シアドン酸あるいはジュニペロン酸(20:4,Δ-5,11,14,17)と共にSwiss 3T3細胞を培養することでPI分子種を改変後、ボンベシン刺激で生じるジアシルグリセロール(DG)を分析し、産生されるDGに量的変化はないが、分子種組成はPI分子種の改変に応じて変化することを明らかにした。また、これらの細胞の種々の増殖因子に対する応答性を調べ、プロテインキナーゼCの活性化を主たるシグナル経路とする増殖因子への応答性が顕著に低下し、増殖抑制がかかっていることを明らかにした。また、細胞内カルシウム濃度変化を指標とした刺激応答性にも影響を及ぼしていることを明らかにした。
3.2-シアドノイルグリセロールの産生と生理活性
シアドン酸と共に培養した細胞はシアドン酸含有モノグリセリド(MG)を産生することを確認し、このMGはカンナビノイド受容体の内在性リガンド、2-アラキドノイルグリセロールの約15分の1の活性を示すことを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 田中 保: "リン脂質の機能と分子種の多様性の意義は?グルセロ型活性脂質の疎水鎖に求められる構造"化学と生物. 40巻・4号. (2002)
• [Publications] Tamotsu Tanaka: "Metabolic characterization of sciadonic acid(5c, 11c, 14c-eicosatrienoic acid)as an effective substitute for arachidonate of phosphatidylinositol"European Journal of Biochemistry. 268巻. 4928-4939 (2001)
• [Publications] 田中 保: "ポリメチレン中断型不飽和脂肪酸-細胞生物学的研究への有用性-"脂質栄養学. 10巻・1号. 11-19 (2001)
• [Publications] Shinji Nakane: "Occurrence of a novel cannabimimetic molecule 2-sciadonoylglycerol(2-Eicasa-5', 11', 14'-trienoylglycerol)in the umbrella pine Sciadopitys rerticillata seeds"Biological and Pharmaceutical Bulletin. 23巻・6号. 758-761 (2000)
• [Publications] 田中 保: "アラキドン酸代替物として挙動するシアドン酸によるホスファチジルイノシトール分子種の改変"脂質生化学研究. 42巻. 130-133 (2000)