ゲノムワイド探索に基づくスフィンゴ脂質再利用経路の包括的な分子機構解明

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生体膜脂質の重要な構成成分であるスフィンゴ脂質は、新生経路（de novo経路）の他、血中・細胞膜由来のスフィンゴ脂質がリソソーム分解を経て再利用される経路（サルベージ経路）により生合成される。サルベージ経路の生理的重要性は、リソソームにおけるスフィンゴ脂質の分解不全が遺伝性疾患を引き起こすことから示唆されるが、同経路のスフィンゴ脂質輸送機構に関しては十分な解明に至っていない。本研究ではサルベージ経路に焦点を当て、申請者がゲノムワイド探索で同定したこの経路に関与する遺伝子候補群を生化学的・細胞生物学的に解析することで、スフィンゴ脂質のリソソームから生合成の場である小胞体に至る輸送機構の全容解明を目的とする。本年度は、スクリーニングで濃縮された遺伝子群のノックアウト（KO）細胞を用いて、血清由来スフィンゴ脂質の代謝への影響を検討した。親株においては取り込まれたスフィンゴミエリンが時間経過を経てセラミド及び糖脂質へと代謝されるのを確認した。一方酸性スフィンゴミエリナーゼKO細胞ではセラミド以降の増加は見られず、またスフィンゴシン-1-リン酸ホスファターゼKO細胞では、セラミドの一過性の増加は見られるものの、糖脂質の増加は見られなかった。これらの結果はこれまでの報告と一致した。一方スクリーニングでは濃縮されなかったが、サルベール経路への関与が考えられている酸性セラミダーゼに関しても、ノックアウト細胞の作製及び脂質解析を行い、サルベージ経路におけるスフィンゴミエリンからの代謝に関して一定の知見を得た。またダブルKO細胞を作製することにより、それぞれの遺伝子同士における遺伝学的相互作用に関する知見を得た。