2021 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the functions and intracellular transport mechanisms of lipids involved in the formation of cell membrane structure
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19H03227
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
池ノ内 順一 九州大学, 理学研究院, 教授 (10500051)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | スフィンゴミエリン / 上皮細胞 / アピカル膜 / mTOR / 細胞間接着 / 極性輸送 / 低浸透圧ストレス / Rab35 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、上皮細胞のアピカル膜に豊富に存在するスフィンゴミエリンの細胞内輸送を制御する分子機構の解明に関する内容である。本研究では、スフィンゴミエリンに特異的に結合するシマミミズEisenia foetidaの体腔液由来タンパク質であるLyseninを改変して、アピカル膜へのスフィンゴミエリンの輸送過程を可視化するためのプローブを作出した。次に、このプローブを安定発現する細胞に対して、輸送過程を障害する化合物のライブラリースクリーニングを行った。その結果、スフィンゴミエリンの輸送を障害する化合物としてMammalian target of rapamycin（mTOR）に対する阻害剤を同定した。またRictorノックダウン（Rictor KD）細胞は、同様の表現型を示すことから、mTORC2経路がスフィンゴミエリンの細胞内輸送過程を制御すると結論した。さらにmTORC2経路の下流において小胞輸送を制御する低分子量Gタンパク質Rab35が活性化し、スフィンゴミエリンの輸送を促進することを見出した。
次にmTORC2経路によって制御されるスフィンゴミエリンのアピカル膜への輸送機構の生理的な役割について検討を行った。上皮細胞は体表や臓器の表面に位置し、様々な浸透圧溶液に曝されている。低浸透圧溶液に曝された上皮細胞では、アピカル膜が拡大することによって細胞の容積を増加し、水分子の流入による膨圧を和らげて、細胞膜の破裂による細胞死を回避していることを見出した。このようなアピカル膜の拡大に、mTORC2-Rab35経路が必要不可欠であることを見出した。
以上、上皮細胞のスフィンゴミエリンの輸送に関わる分子機構として、mTORC2-Rab35経路を同定した。さらに、この経路を介したスフィンゴミエリンの輸送は、上皮細胞が低浸透圧ストレスに対する細胞死を回避する上で必須であることが示された。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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