ＡＢＣＡ１によるＨＤＬ産生機構の解明－１分子イメージングによる解析

ABCA1 阐明 HDL 产生机制 - 单分子成像分析

• 批准号: 16J40199
• 负责人: 永田 紅
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16J40199/
• 关键词: ABCA1; コレステロール; HDL; ダイマー化; ABCC6; ATP排出; 管状膜構造; 細胞膜陥入; ATP

ABCA1 (ATP-binding cassette protein A1) は、善玉コレステロールとして知られるHDL 産生に必須の膜タンパク質である。我々は全反射照明蛍光 (TIRF) 顕微鏡を用いた1分子イメージングにより、ABCA1の二量体と単量体の相互変換がHDL産生に重要であることを報告している。ABCA1によるHDL産生機構をさらに解析してゆくなかで、他のABCタンパク質についてもTIRF顕微鏡観察を行ったところ、HeLa細胞においてABCC6 (MRP6) の興味深い局在性を見出した。すなわち、MRP6が細胞膜に加えて、細胞内に伸びる特徴的な管状膜構造体に局在することを見出し、これをMRP6-tubules と名付けた。MRP6-tubulesは、BARドメインタンパク質PACSIN-2や低分子量Gタンパク質Rab8、またMICAL-L1と一部共局在し、tubular recycling endosome と呼ばれる膜構造とオーバーラップするものであった。MRP6は弾性繊維性仮性黄色腫の原因遺伝子産物であり、臨床的にも重要である。MRP6は、ATP加水分解依存的に細胞外へATPを排出する。そこで、令和元年度中には、MRP6安定発現HeLa細胞を樹立し、細胞外へのATP排出を評価する系を確立した。この系は、今後MRP6によるATP排出活性の阻害剤探索などにも利用できる。また、ABCA1はこの管状構造からは除外されており、マウス線維芽細胞やブタ腎由来LLC-PK1細胞においてはMRP6-tubulesが形成されにくいなど、ABCタンパク質の種類や細胞種によって管状構造の形成状態が異なることを明らかにした。細胞がもつこのような管状膜構造の生理的意義は不明だが、本研究は、細胞外環境を細胞の深部に引き込み物質や情報のやりとりを行う膜構造の重要性を示唆するものである。

ABCA1（ATP结合盒蛋白A1）是一种用于HDL产生的膜蛋白，称为好胆固醇。我们报告说，使用完整反射光（TIRF）显微镜的单个分子成像对于ABCA1的双体和单体的HDL产生很重要。在ABCA1对HDL生产机制的分析中，对其他ABC蛋白的TIRF显微镜观察显示了HELA细胞中ABCC6（MRP6）的有趣定位。也就是说，发现MRP6位于一个特征性的管膜结构中，该结构除了细胞膜外延伸到细胞中，并被称为MRP6小管。 MRP6小管部分位于条状结构域蛋白PACSIN-2，低分子量G蛋白Rab8和Mical-L1，并与称为管状回收切割内体的膜结构重叠。 MRP6是弹性纤维伪 - 叶状肿瘤的基因产物，在临床上也很重要。 MRP6作为ATP水解取决于细胞的ATP。因此，在第一年的第一年中，建立了MRP6稳定的表达HeLa细胞，并建立了一个系统来评估ATP在细胞外部。该系统也可以用于搜索MRP6的ATP排放活动。此外，ABCA1从该管结构中排除，小鼠成纤维细胞和猪kidney衍生的LLC-PK1细胞很难形成MRP6小管，因此揭示了ABC蛋白质类型和细胞类型那是不同的。尽管这种管膜结构的生理意义（具有细胞）尚不清楚，但这项研究表明，膜结构将细胞外环境交换为细胞的深层部分并交换信息的重要性。