細胞膜の動的構造変化とタンパク質相互作用に関する研究

细胞膜动态结构变化与蛋白质相互作用研究

基本信息

批准号：
08F08082
负责人：
高木昌宏
金额：
$ 1.02万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞は外部環境に応じて、膜の構造を動的に変化させる。膜の動的構造変化は外部環境応答において重要な役割を担っている。外部環境刺激の中でも、酸化ストレスは極めて重要な刺激の一つでありる。しかし、膜の動的構造変化に着目した酸化ストレス研究は、あまり行われてはいない。本研究では細胞サイズのリボソームを用いて、膜中コレステロールの酸化、および酸化コレステロールを含む膜の動的膜構造について調べた。不飽和脂質dioleoyl-phosphocholine(DOPC)とコレステロールを用いて細胞サイズリポソームを静置水和法で作成した。その後、酸化ストレスとして過酸化水素を用いてリポソームへの刺激を行い、位相差顕微鏡により動的構造変化を観察した。DOPCのみからなるリポソームでは揺動を伴う形態変化は観察されなかった。DOPC/コレステロール両方を含むリポソームでは膜揺動を伴うダイナミックな形態変化が観察された。このリポソームをHPLC分析したところ、酸化コレステロールである7β-hydroxycholesterol、7-ketocholesterolが検出された。膜中の分子断面積を計算したところ、分子断面積の増加がリポソーム膜の余剰表面積を生み、揺動を伴う膜ダイナミクスを引き起こしたと考えられた。そこで、これらの検出された酸化コレステロールをあらかじめ含むリポソームを作成し、膜ダイナミクスを顕微鏡観察により比較検討を行った。その結果7β-hydroxycholesterol、7-ketocholesterolをそれぞれ、または両方を含むリポソームでも、揺動や形態変化などのダイナミクスが観察できた。以上の結果より、酸化ストレスによる膜ダイナミクスには、酸化コレステロールが重要な役割を担っていることが明らかになった。

细胞响应外部环境动态改变其膜结构。膜的动态结构变化在响应外部环境方面发挥着重要作用。在外界环境刺激中，氧化应激是最重要的刺激之一。然而，针对膜动态结构变化的氧化应激研究还没有进行太多。在这项研究中，我们利用细胞大小的核糖体研究了膜中胆固醇的氧化以及含有氧化胆固醇的膜的动态膜结构。使用不饱和脂质二油酰磷酸胆碱（DOPC）和胆固醇通过静态水合法制备细胞大小的脂质体。此后，用过氧化氢刺激脂质体作为氧化应激，并使用相差显微镜观察动态结构变化。在仅由DOPC组成的脂质体中没有观察到伴随摇动的形态变化。在含有 DOPC 和胆固醇的脂质体中观察到伴随膜摇动的动态形态变化。通过HPLC分析该脂质体，检测到氧化胆固醇即7β-羟基胆固醇和7-酮胆固醇。在计算膜中的分子截面积时，认为分子截面积的增加造成了脂质体膜的剩余表面积，导致伴随着摇摆的膜动力学。因此，我们制备了含有这些检测到的氧化胆固醇的脂质体，并通过显微镜观察比较了膜动力学。结果，即使在含有 7β-羟基胆固醇、7-酮胆固醇或两者的脂质体中也观察到了诸如摇摆和形态变化等动力学。上述结果表明，氧化胆固醇在氧化应激引起的膜动力学中发挥重要作用。