Elucidation of the control mechanism of leptin signal transduction by hypothalamic heparan sulfate

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哺乳類の中枢神経系にある視床下部は、エネルギーの摂取と消費のバランスを保つために精巧な制御機構を発達させてきた。その中でもレプチンシグナルは、エネルギーバランスに対する反応の仲介役として中心的な役割を担っている。報告者らは、主に細胞表面や細胞間隙に存在する硫酸化糖鎖の一種であるへパラン硫酸の存在がレプチンシグナルに関与することを見出した。ヘパリンとレプチン受容体の相互作用が関与するかどうかを検討するために、2022年度において酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）と、細胞表面でのビオチンクロスリンク実験を行い、ヘパリンとレプチン受容体が相互作用する可能性を検討した。へパラン硫酸に構造が類似しているヘパリンにレプチンが結合するかどうかをELISAで確認しようと考えたが、大腸菌に発現させたレプチン受容体はレプチンとの結合を示さなかったため、レプチン受容体が正しい高次構造をとっていないと判断しELISA実験は行わなかった。ヘパリンとレプチン受容体が相互作用する可能性を検討するための代替実験として、レプチン受容体を発現するNeuro2A細胞にビオチンクロスリンカー標識ヘパリンを反応させ、レプチン受容体へのヘパリン結合を検討した。ビオチンクロスリンカー標識ヘパリンを反応させた細胞を蛍光色素で標識したストレプトアビジンで染色すると、蛍光強度の上昇を示したため、細胞表面がビオチン化されていると考えられた。さらに、ウェスタンブロッティングでは、ビオチンクロスリンカー標識ヘパリンで処理した細胞抽出液において、より多くのビオチン化タンパク質のバンドが検出された。報告者は今後、ビオチン標識されたタンパク質を濃縮精製した後、ウエスタンブロットを行うことにより細胞表面上でのヘパリンとレプチン受容体の相互作用を検討する。さらに、Hs6st2 koマウス脳における蛍光レプチン取り込みを多光子顕微鏡で観察する。