細胞内スフィンゴシン1-リン酸の機能と動態の解明

阐明细胞内 1-磷酸鞘氨醇的功能和动力学

基本信息

批准号：
15770078
负责人：
木原章雄
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

スフィンゴシン1-リン酸(S1P)は、細胞外からの受容体を介する作用と細胞内での様々な刺激のセカンドメッセンジャーとしての作用を併せ持つユニークな生理活性脂質である。申請者は、S1PがER脂質二重膜の細胞質側と内腔側で異なった代謝を受けることを見いだした。すなわち、S1Pは細胞質側でS1Pリアーゼ(SPL)により分解されるのに対して、内腔側ではS1Pホスファターゼによって脱リン酸化される。また、SPLを遺伝学的に欠損させたマウスF9細胞を用いた解析から、細胞内S1P自身が細胞増殖作用を持つのでなく、S1Pリアーゼを介して分解される経路の活性化が重要であることを見いだした。我々は動物細胞を用いた解析に加え、酵母の遺伝学を用いて細胞内のスフィンゴイド長鎖塩基1-リン酸(LCBP)(S1P類似体;S1Pと同様の代謝、働きを持つ)の作用経路、動態、生成調節機構の解明を行なっている。これらの解析の中で、LCBP合成酵素であるLcb4pがパルミトイル化、リン酸化、ユビキチン化により複雑に制御されていることを見いだした。パルミトイル化により膜にアンカーしたLcb4pは細胞膜、ER膜に輸送された後、リン酸化、ユビキチン化による修飾を受ける。これらの修飾がシグナルとなり、MVBを介した液胞への輸送後、分解されることを明らかにした。また、LCBPの基質である長鎖塩基(LCB)の脂質二重層での配向を制御する因子Rsb1pを同定し、その発現がグリセロリン脂質の脂質非対称の変化によって誘導されることを見いだした。一方、細胞内S1Pシグナルの分子メカニズムの解明にむけて、LCBPシグナル伝達が損なわれた酵母変異株を多数単離した。これらの解析はこれまで不明であった細胞内S1Pのターゲット因子、シグナル経路の解明につながると期待される。

1-磷酸鞘氨醇 (S1P) 是一种独特的生物活性脂质，具有细胞外受体介导的作用和作为各种细胞内刺激的第二信使的作用。申请人发现S1P在ER脂质双层膜的细胞质侧和管腔侧经历不同的代谢。也就是说，虽然S1P在细胞质侧被S1P裂解酶(SPL)降解，但它在管腔侧被S1P磷酸酶去磷酸化。此外，使用 SPL 遗传缺陷的小鼠 F9 细胞进行的分析表明，细胞内 S1P 本身不具有细胞增殖作用，但通过 S1P 裂合酶降解它的途径的激活很重要。除了使用动物细胞进行分析外，我们还使用酵母遗传学来研究细胞内鞘氨醇长链碱基1-磷酸（LCBP）（S1P类似物；与S1P具有相同的代谢和功能）的影响，我们正在阐明其途径，动态和生产调控机制。通过这些分析，我们发现 Lcb4p（一种 LCBP 合酶）受到棕榈酰化、磷酸化和泛素化的复杂调控。 Lcb4p 通过棕榈酰化固定在膜上，被转运到细胞膜和内质网膜，并在此处通过磷酸化和泛素化进行修饰。我们证明这些修饰充当信号，通过 MVB 传输到液泡后，它们被降解。我们还鉴定了 Rsb1p，这是一种控制脂质双层中长链碱基 (LCB)（LCBP 的底物）方向的因子，并发现其表达是由甘油磷脂的脂质不对称性变化诱导的。另一方面，为了阐明细胞内S1P信号传导的分子机制，我们分离了一些LCBP信号传导受损的酵母突变体。这些分析有望阐明先前未知的细胞内 S1P 靶因子和信号通路。