長時間にわたって継続するオートファジーを維持する機構の解析

维持长期自噬的机制分析

基本信息

批准号：
19K16474
负责人：
小笠原裕太
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K16474/
关键词：
Autophagy Lipid metabolism phosphatidylcholine Lipid droplet Click chemistry オートファジー膜脂質脂肪滴 kennedy pathway 隔離膜脂質代謝 CCT beta 3 ホスファチジルコリン膜脂質供給機構

项目摘要

真核生物が持つ分解系の一種オートファジーについて、生体膜の主成分であるホスファチジルコリン(PC)を合成するKennedy経路が関わる『長時間にわたって継続するオートファジーを維持する』機構を明らかにすることを目的にKennedy経路の律速酵素CTP:phosphocholine cytidylyltransferase(CCT)のアイソザイムCCTβ3に着目した解析を行った。申請者はこれまでに、マウス線維芽細胞においてCCTβ3の活性が長時間飢餓条件下におけるオートファジーの活性の維持おいて重要であることを見出していたが、今回新たに癌細胞の増殖においても重要な役割を果たす可能性を見出した。骨肉腫細胞U2OSにおいて長時間の飢餓条件下ではCCTβ3が脂肪滴へとリクルートされ、このときGFP-LC3陽性のオートファジー膜が伸長する様子がライブ観察により明らかとなった。さらにCCTβを欠損させると短時間飢餓条件下におけるオートファジー活性には影響を与えないが、長時間飢餓条件下での活性については有意に減少することを見出した。またCCTβを欠損させた腫瘍細胞の長時間飢餓時の生存率が著しく減少することも明らかとなった。さらにCCTβを欠損させた細胞にCCTβ3を入れ戻すことで欠損に伴うフェノタイプが改善されることも明らかとなった。これら点からCCTβ3がもつオートファジーにおけるユニークな機能が明らかとなった。本研究によって得られた成果は、腫瘍細胞などで見られる長期的なオートファジーに標的を絞った阻害剤の開発に寄与する知見を提供するだけでなく、これまで報告がなかった全く新しいオートファゴソームへの膜脂質供給機構の一端を明らかにした。これらの成果をまとめた論文が2020年9月にnature communicationsよりパブリッシュされた。

关于自噬这一真核生物所具有的降解系统，我们的目标是阐明“长期维持自噬”的机制，该机制涉及合成生物体主要成分磷脂酰胆碱（PC）的肯尼迪途径。为此，我们重点关注肯尼迪途径中限速酶 CTP：磷酸胆碱胞苷酰转移酶 (CCT) 的同工酶 CCTβ3。申请人此前曾发现CCTβ3活性对于小鼠成纤维细胞在长期饥饿条件下维持自噬活性很重要，但现在我们新发现它在癌细胞的增殖中也发挥着重要作用。实时观察发现，U2OS骨肉瘤细胞在长期饥饿条件下，CCTβ3被招募到脂滴中，此时GFP-LC3阳性的自噬膜被拉长。此外，我们发现CCTβ的缺失对短期饥饿条件下的自噬活性没有影响，但在长期饥饿条件下显着降低其活性。研究还发现，CCTβ缺陷的肿瘤细胞在长期饥饿下的存活率显着降低。此外，研究表明，将 CCTβ3 重新引入 CCTβ 缺陷细胞可改善与缺陷相关的表型。这些点揭示了CCTβ3在自噬中的独特功能。这项研究获得的结果不仅提供了有助于开发针对肿瘤细胞中观察到的长期自噬的抑制剂的知识，而且还导致了迄今为止尚未报道的全新自噬体的一部分。揭示了膜脂供应机制。 Nature Communications 于 2020 年 9 月发表了一篇总结这些结果的论文。