新規リソソーム膜損傷応答機構と神経変性疾患におけるその役割の解明

阐明新型溶酶体膜损伤反应机制及其在神经退行性疾病中的作用

• 批准号: 22KJ2340
• 负责人: 宮良 香苗
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2340/
• 关键词: リソソーム; リソソーム膜損傷; リソソーム内加水分解酵素

我々は、リソソーム膜損傷誘発剤であるL-Leucyl-L-Leucine methyl ester（LLOMe）をヒト子宮頸がん由来のHeLa細胞に曝露すると、カテプシンDやカテプシンBなど数種類のリソソーム内加水分解酵素が不溶化（界面活性剤1% Nonidet P-40に対する溶解性の低下）することを明らかにした。そこで、「リソソーム内加水分解酵素の不溶化」の一般性を検証するため、LLOMe以外のリソソーム膜損傷誘発剤であるsilicaをHeLa細胞に曝露したところ、カテプシンDの不溶化は引き起こされた。また、LLOMeを単離・播種後13～15日目のマウス大脳皮質初代培養神経細胞に曝露しても、同様に、カテプシンDの不溶化は引き起こされた。これらの結果から、リソソーム膜損傷誘発剤による「リソソーム内加水分解酵素の不溶化」にある程度の一般性を認めることができた。さらに、「リソソーム内加水分解酵素の不溶化」の分子メカニズムを明らかにするため、既知のリソソーム膜損傷応答機構であるリソファジー関連因子のうちの一つであるp62をノックダウンした結果、LLOMeによるカテプシンDの不溶化は抑制されなかった。次に、各種阻害剤などによる影響を検討した結果、液-液相分離阻害剤である1,6-ヘキサンジオールの処理によりLLOMeによるカテプシンDの不溶化が抑制された。これにより、リソソーム膜損傷によるリソソーム内加水分解酵素の不溶化は、液-液相分離により引き起こされている可能性が示唆された。

我们发现，当人宫颈癌来源的 HeLa 细胞暴露于溶酶体膜损伤诱导剂 L-亮氨酰-L-亮氨酸甲酯 (LLOMe) 时，多种类型的溶酶体水解酶，包括组织蛋白酶 D 和组织蛋白酶 B 受到抑制发现不溶解（在表面活性剂 1% Nonidet P-40 中溶解度降低）。因此，为了验证“溶酶体内水解酶的不溶化”的普遍性，当HeLa细胞暴露于LLOMe以外的溶酶体膜损伤诱导剂二氧化硅时，诱导了组织蛋白酶D的不溶化。此外，在分离和接种后 13 至 15 天，当 LLOMe 暴露于小鼠大脑皮层中原代培养的神经元时，组织蛋白酶 D 类似地不溶解。由这些结果可知，溶酶体膜损伤诱导剂引起的“溶酶体内水解酶的不溶化”有一定程度的共性。此外，为了阐明“溶酶体水解酶不溶化”的分子机制，我们敲低了溶酶体相关因子之一的p62，该因子是已知的溶酶体膜损伤反应机制，但p62的不溶化并未受到抑制。接下来，我们检查了各种抑制剂的效果，发现用液-液相分离抑制剂1,6-己二醇处理可以抑制LLOMe对组织蛋白酶D的不溶化。这表明溶酶体膜损伤导致的溶酶体内水解酶的不溶解可能是由液-液相分离引起的。