エンドサイトーシス膜系における位置情報に基づく細胞のシグナル統合機構の解明

基于内吞膜系统位置信息阐明细胞信号整合机制

• 批准号: 13780580
• 负责人: 大橋 正人
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780580/
• 关键词: コレステロール代謝; NAD(P)Hステロイド脱水素酵素様タンパク質; 脂肪滴; CHILDシンドローム; エンドソーム; メンブラントラフィック; TIP47; 変異株; シグナル伝達; リソゾーム; 多胞体; NAD(P)ステロイド脱水素酵素様タンパク質

本年度は細胞内膜系の受容体分子選別輸送調節におけるコレステロール代謝の役割と、その発生シグナル制御などの生理的意味の解明を目的に、研究を進めた。今回、ラノステロールのコレステロールへの変換に関与しているNAD(P)Hステロイド脱水素酵素様蛋白質(Nsdh1)が、哺乳動物細胞内の脂肪滴(lipid droplet)周囲に偏在することを見いだし、また、その局在の異常が、形成異常に結びつく可能性を示唆するデータを得た。哺乳動物の後期コレステロール生合成酵素群は小胞体に一様に分布するとされてきたが、予想に反し、Nsdh1が脂肪滴に偏在することを初めて確認した。細胞の増殖がNsdh1を介するコレステロール合成に完全に依存する条件でも、Nsdh1が脂肪滴上に局在することから、活性を持つNsdh1が脂肪滴上に存在すると考えられる。ところが、ヒト胎児発生異常であるCHILDシンドロームの原因となるミスセンス変異G205Sを持つNsdh1は、脂肪滴上に局在することができず、不活性型であった。一方、後期エンドソームでのインスリン様成長因子2/マンノース6-リン酸受容体(IGF2/MPR)の選別をになう蛋白質であるTIP47が、Nsdh1の存在する脂肪滴上に局在することを見いだした。Nsdh1の発現は、LEX2変異株での、コレステロール欠乏に起因する、後期エンドソームでの異常なIGF2/MPR選別を修正することがわかっている。したがって、脂肪滴表面が、コレステロールとTIP47に依存する、受容体選別輸送制御の機能ドメインとして働いている興味深い可能性が示唆された。以上の結果より、脂肪滴のこれまで考えられていなかった多様な機能と、発生分化における受容体機能制御との関連が注目される。

今年，我们进行的研究旨在阐明胆固醇代谢在内膜系统受体分子选择和运输的调节中的作用及其生理意义，例如发育信号的控制。这次，我们发现NAD(P)H类固醇脱氢酶样蛋白(Nsdh1)在哺乳动物细胞的脂滴周围普遍存在，该蛋白参与羊毛甾醇向胆固醇的转化，我们获得的数据表明其定位异常可能。与发育不良有关。在哺乳动物中，晚期胆固醇生物合成酶一直被认为均匀分布在内质网中，但与预期相反，我们首次证实Nsdh1普遍存在于脂滴中。即使在细胞增殖完全依赖于 Nsdh1 介导的胆固醇合成的条件下，Nsdh1 也定位在脂滴上，这表明脂滴上存在活性 Nsdh1。然而，Nsdh1 具有错义突变 G205S，导致儿童综合征（一种人类胎儿发育异常），它无法定位在脂滴上并且不活跃。另一方面，我们发现 TIP47（一种负责在晚期核内体中分选胰岛素样生长因子 2/甘露糖 6-磷酸受体（IGF2/MPR）的蛋白质）位于存在 Nsdh1 的脂滴上。发现 Nsdh1 的表达可以纠正由于 LEX2 突变体中胆固醇缺乏而导致的晚期内体中的异常 IGF2/MPR 分选。因此，提出了一种有趣的可能性，即脂滴表面充当依赖于胆固醇和 TIP47 的受体选择性运输控制的功能域。这些结果强调了先前未曾怀疑的脂滴的多种功能与发育和分化过程中受体功能的调节之间的关系。

项目成果

石堂美和子, 大橋正人: "分子選別ステーションとしての後期エンドソーム"蛋白質 核酸 酵素. 46. 2127-2132 (2001)

Miwako Ishido，Masato Ohashi：“晚期内体作为分子分选站”蛋白质核酸酶。 46. 2127-2132 (2001)