脂質2分子膜相分離構造の側方圧依存性とラフト形成機構の解明

阐明脂质双层膜相分离结构的侧压依赖性和筏形成机制

• 批准号: 19031009
• 负责人: 濱田 勉
• 金额: $ 6.14万
• 依托单位: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19031009/
• 关键词: リポソーム; 生体膜; 相分離; 形態変化; ベシクル; 脂質ラフト; エンドサイトーシス

ソフトマターとしての細胞膜は、環境に応じた様々な形状や、融合・分裂等の膜変形、膜面上でのドメイン構造形成などの多様な現象を生じる。我々は、細胞膜の物性および組織化メカニズムを理解するため、脂質膜ベシクルを用いた膜構造ダイナミクスの実験的研究を行った。結果、液滴法による非対称2層膜ベシクルの構築、および相分離ドメイン構造の観察に成功した。細胞膜モデルとして幅広く利用されている巨大ベシクルは、その多くが水和法により作製され、対称な二層膜構造をとっている。これに対し、実際の細胞膜は内外層で異なった脂質組成をもち、二層膜の非対称性を再現したベシクルの構築はこれまで困難であった。我々は、液滴法による非対称巨大ベシクルの構築およびキャラクタリゼーションを行った。液滴法とは、脂質でおおわれた油中液滴を油水界面単分子膜を介して水相に移行させて、非対称2層膜を形成させる方法である。溶液の比重を調整することで、数μmから数十μmの細胞サイズの非対称ベシクルを選択的に得ることに成功した。そして、外膜に単一脂質、内膜に多成分脂質を使用した非対称ベシクルを構築し、蛍光顕微鏡観察より内膜のみに相分離ドメイン構造の形成を確認した。さらに、片方の単層膜の脂質組成を変化させることで、もう片方の単層膜上ドメイン構造が影響を受けることを発見した。対称分布膜では内外層の組成が等しいためドメイン構造は内層と外層でカップルして安定に存在していたが、内外層の異なる組成で形成されたドメインは2分子膜内での相互作用により不安定化することが分かった。

细胞膜作为软物质会产生各种现象，例如各种形状，具体取决于环境，膜变形，例如融合和分裂以及膜表面上的域结构形成。我们使用脂质膜囊泡对膜结构动力学进行了实验研究，以了解细胞膜的物理特性和组织机制。结果，我们通过液滴方法成功地构建了不对称的两层膜囊泡，并观察了相分离结构域的结构。广泛用作细胞膜模型的巨型囊泡主要是由水合方法制成的，具有对称双层膜结构。相比之下，实际细胞膜在内层和外层都具有不同的脂质组成，并且很难构造囊泡来再现双层膜的不对称性。我们通过液滴法构建并表征了不对称的巨囊泡。液滴方法是一种方法，其中将油中的脂质覆盖的液滴通过油水界面的单层膜转移到水相中，从而形成了不对称的两层膜。通过调整溶液的比重，我们能够选择性地获得细胞尺寸范围从几个μm到几十μm的不对称囊泡。然后，使用外膜中的单个脂质和内膜中的多组分脂质构建了不对称的囊泡，并且仅通过荧光显微镜在内膜中证实相分离结构域结构的形成。此外，我们发现改变一个单层膜的脂质组成会影响另一个单层膜的域结构。在对称分布的膜中，域结构在内层和外层之间以耦合方式稳定，因为内部和外部层的组成相等，但是发现与内部和外层不同组成形成的结构域由于比层膜内的相互作用而破坏了稳定。

项目成果

アミロイドβペプチドとの相互作用による細胞モデル膜の動的形態変化

与淀粉样β肽相互作用导致细胞模型膜的动态形态变化

• 发表时间: 2009
• 作者: 森田雅宗;Vestergaard Mundelanji;濱田勉;高木昌宏
• 通讯作者: 高木昌宏

脂質ラフトミクロドメインとAβの相互作用

脂筏微区与 Aβ 之间的相互作用

• 发表时间: 2007
• 作者: 谷川晋一;Munde Vestagaard;浜田勉;高木昌宏
• 通讯作者: 高木昌宏

脂質膜相分離ドメインの内胞ダイナミクス

脂质膜相分离域的 Endovell 动力学

• 发表时间: 2008
• 作者: 浜田勉;高木昌宏;三浦陽子
• 通讯作者: 三浦陽子

Dynamic movement of raft-exhibiting giant liposome

筏状巨型脂质体的动态运动

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Takagi;T. Hamada (Invited)
• 通讯作者: T. Hamada (Invited)

可溶化過程における脂質二分子膜の膜揺動

溶解过程中脂质双层膜的膜摇动

• 发表时间: 2007
• 作者: 平林祐一;浜田勉;高木昌宏
• 通讯作者: 高木昌宏