スフィンゴミエリンプローブを用いた脂質ドメインの解析

使用鞘磷脂探针分析脂质结构域

• 批准号: 16770083
• 负责人: 石塚 玲子
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16770083/
• 关键词: スフィンゴミエリン; コレステロール; 毒素; ライセニン; 脂質結合分子

脂質ラフトは、細胞膜上に存在するスフィンゴ脂質とコレステロールを主成分とする動的な微小領域である。この脂質ラフトは、信号伝達分子の集合した情報伝達の場として働き、ウィルスの感染や特異的部位への膜輸送に関与することが示唆されている。これまでに研究代表者は、スフィンゴミエリンに特異的に結合するタンパク質・ライセニンについての特徴づけを行い、ライセニンがスフィンゴミエリンの分布状態の違いを識別することを示した。本研究では、さらにライセニンのスフィンゴミエリンプローブとしての情報を得ることを目的として、共に脂質ラフトを形成するとされるコレステロールに着目し、ライセニンのスフィンゴミエリン認識機構への影響を調べた。昨年度のモデル膜を用いた解析結果を受け、今年度は細胞膜を用いて実験を行なった。ライセニンはスフィンゴミエリン存在下でオリゴマーを形成し、細胞死を引き起こすが、ライセニンに耐性を示す変異細胞について特徴づけを行った。この変異細胞の細胞表面のスフィンゴミエリン量は親細胞と差がないことから、細胞表面上のスフィンゴミエリンの分布状態が異なり、ライセニンの毒性が変化する可能性が考えられた。脂質組成分析の結果、この変異細胞はコレステロール含量が親株よりも高いことが明らかになった。また親株に比べてコレステロール特異的な毒素がより結合することからも、細胞表面上のコレステロールの分布状態が異なることが示唆された。種々のモデル膜の実験から、コレステロールがスフィンゴミエリンと相互作用することが知られている。本研究で用いたライセニン耐性細胞において、コレステロールがスフィンゴミエリンの状態に影響し、あるいは直接的にライセニンの毒素としての活性を変化させる可能性が示された。

脂筏是存在于细胞膜上的动态微区域，主要由鞘脂和胆固醇组成。有人认为，这种脂筏充当信号转导分子组装的信息传递位点，并参与病毒感染和膜转运到特定位点。迄今为止，主要研究人员已经对赖氨酸（一种与鞘磷脂特异性结合的蛋白质）进行了表征，并表明赖氨酸可以区分鞘磷脂的不同分布状态。在本研究中，为了进一步获得赖氨酸作为鞘磷脂探针的信息，我们以共同形成脂筏的胆固醇为对象，研究了赖氨酸对鞘磷脂识别机制的影响。基于去年使用模型膜的分析结果，今年我们使用细胞膜进行了实验。赖氨酸在鞘磷脂存在下形成寡聚体并导致细胞死亡，但我们鉴定了对赖氨酸具有抗性的突变细胞。由于该突变细胞的细胞表面鞘磷脂的量与亲本细胞没有差异，因此认为细胞表面鞘磷脂的分布状态不同，这可能改变了溶菌素的毒性。脂质成分分析显示，突变细胞的胆固醇含量高于亲本菌株。此外，与亲本菌株相比，该菌株结合了更多的胆固醇特异性毒素，这一事实表明胆固醇在细胞表面的分布是不同的。从各种模型膜上的实验可知，胆固醇与鞘磷脂相互作用。在本研究中使用的溶素抗性细胞中，表明胆固醇可能影响鞘磷脂的状态或直接改变溶素作为毒素的活性。

项目成果

Lysenin : a new tool for investigating membrane lipid organization. (Review)

Lysenin：研究膜脂组织的新工具。

• 发表时间: 2004
• 作者: Ishitsuka R; Kobayashi T.
• 通讯作者: Kobayashi T.

Imaging lipid rafts. (Review)

脂筏成像。

• 发表时间: 2005
• 作者: Ishitsuka R; Sato SB; Kobayashi T.
• 通讯作者: Kobayashi T.