LAMP-2によるオートファジーおよび受容体輸送の制御機構

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14580701
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 田中 嘉孝 九州大学, 大学院・薬学研究院, 助教授 (20217095)
• Keywords: リソソーム / エンドソーム / リソソーム膜蛋白質 / オートファジー / 蛋白質選別輸送

Research Abstract

我々は、リソソーム膜蛋白質の1つであるLAMP-2の機能解明を目的とし、LAMP-2欠損マウスを作成し、LAMP-2欠損が蛋白質分解能低下とそれに伴う未成熟なオートファゴソームの蓄積、心機能低下を引き起こすことを明らかにした。一方、リソソーム膜にはLAMP-2と構造上極めて類似した蛋白質としてLAMP-1が発現している。我々は以前、LAMP-1欠損マウスを作成し表現型を解析したところ、種々の臓器におけるLAMP-2の発現量の増加以外に正常マウスと比べ際立った表現型は観察されなかった。この結果は、LAMP-1欠損をLAMP-2が機能相補出来ることを示唆している。本研究は、LAMP-1およびLAMP-2のダブルノックアウトマウス(LAMP-1^<-/->/LAMP-2^<-/->)を作成しそれぞれのシングルノックアウトマウスとの比較解析を通して、LAMP-2欠損により引き起こされるオートファゴソーム蓄積の分子機構ならびにLAMP-2のより詳細な生理機能の解明を目的とした。
その結果、LAMP-1およびLAMP-2シングルノックアウトマウスと異なり、LAMP-1^<-/->/LAMP-2^<-/->は胎生致死であった。またLAMP-1^<-/->/LAMP-2^<-/->胎児繊維芽細胞の細胞内にはオートファゴソームの蓄積が観察されたが、LAMP-2ノックアウトマウスで観察されたような未成熟なオートファゴソームではなく成熟型であった。この結果からも予測できるように、LAMP-1^<-/->/LAMP-2^<-/->胎児繊維芽細胞における蛋白分解能は正常であった。興味深いことに、LAMP-1^<-/->/LAMP-2^<-/->胎児繊維芽細胞では細胞内にコレステロールの蓄積と脂肪滴形成異常が観察された。これらの結果より、LAMP-2は脂質代謝と或は輸送を調節することにより、リソノーム形成・維持および機能発現に寄与していることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Eskelinen, E.-L., Illert, A.L., et al.: "Role of LAMP-2 in lysosome biogenesis and autophagy"Mol.Cell Biol.. 13. 3355-3368 (2002)
• [Publications] Kuronita, T., et al.: "A role for the lysosomal membrane protein LGP85 in the biogenesis and maintenance of endosomal and lysosomal morphology"J.Cell Sci.. 115. 4117-4131 (2002)
• [Publications] Fujita, H., et al.: "A dominant negative form of AAA ATPase SKD1/VPS4 impairs membrane trafficking out of endosomal/lysosomal compartments : Class E vps phenotype in mammalian cells"J.Cell Sci.. 116. 401-414 (2003)
• [Publications] Niwa, K., et al.: "Two lysosomal membrane proteins, LGP85 and LGP107,are delivered to late endosomes/lysosomes through different intra-cellular routes after exiting from the trans-Golgi network"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 301. 833-840 (2003)
• [Publications] Eskelinen, E.-L., et al.: "At the acidic edge : emerging functions for lysosomal membrane proteins"TRENDS Cell Biol.. 13. 137-145 (2003)
• [Publications] Gamp, A-C., Tanaka, Y., et al.: "LIMP-2/LGP85 deficiency causes ureteric pelvic junction obstruction, deafness and peripheral neuropathy"Hum.Mol.Genet.. 12. 631-646 (2003)
• [Publications] Umeda, A, et al.: "Distribution and trafficking of MPR300 is normal in cells with cholesterol accumulated in late endocytic compartments : evidence for early endosome-to-TGN trafficking of MPR300"J.Lipid Res.. 44. 1821-1832 (2003)
• [Publications] Hirota, Y., et al.: "Analysis of post-lysosomal compartments"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 314. 306-312 (2004)
• [Publications] Hirosako, K., Imasato, H., et al.: "3-Methyladenine specifically inhibits retrograde transport of cation-independent mannose 6-phosphate/insulin-like growth factor II receptor from the early endosome to the TGN"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 316. 845-852 (2004)
• [Publications] Ohnishi, H., et al.: "Legionella dumoffii DjlA, a member of the Dnaj family, is required for intracellular growth"Infect.Immun.. (In press). (2004)
• [Publications] Fujita, H., et al.: "Novel mammalian class E vps proteins, SBP1/mVta1p/Lip5p and SBP3/mVps2p/ESCRT-III, interact with and regulate the function of an AAA-ATPase SKD1/Vps4p"J.Cell Sci.. (In press). (2004)
• [Publications] 姫野 勝ら: "エンドソーム・リソソームの形成と維持の分子機構"生化学. 75. 486-491 (2003)
• [Publications] 藤田 英明ら: "リソソーム形成の分子機構"福岡医学雑誌. 94. 259-266 (2003)
• [Publications] 田中 嘉孝ら: "リソソーム蓄積症"蛋白質・核酸・酵素増刊号 -蛋白質の一生-. (印刷中). (2004)
• [Publications] 黒仁田 敏雄ら: "リソソーム膜蛋白質の役割"蛋白質・核酸・酵素増刊号 -蛋白質の一生-. (印刷中). (2004)