カルシウム結合蛋白質を介するリソソーム膜の損傷応答機構の分子基盤解明

リソソームは細胞内消化を担う膜で覆われた細胞小器官である。限界膜が損傷したリソソームからは、加水分解酵素や水素イオン、カルシウムイオンなどが漏出する。研究代表者らは、損傷したリソソームにカルシウム結合蛋白質ALG-2が動員される現象を見出しており、リソソームの損傷を誘発した細胞においてALG-2の近傍に存在する蛋白質を同定している。本年度は、その中でLIP5に着目し以下を解析した。(1) LIP5の免疫染色実験により、LIP5がリソソーム損傷を誘導した細胞でリソソームに動員されることを観察した。LIP5のリソソーム動員におけるカルシウムイオンの役割を明らかにする目的で、カルシウムキレータであるBAPTA-AMを処理したところ、LIP5のリソソーム動員が抑制された。一方、ALG-2のノックアウト細胞でもリソソーム損傷刺激後のLIP5のリソソーム局在が観察された。(2) LIP5の発現抑制がその相互作用蛋白質であるVPS4A/Bの損傷リソソームへの局在に与える影響を解析した。VPS4A/Bはリソソーム損傷刺激を加えた細胞においてリソソームに局在したが、LIP5を発現抑制するとリソソーム局在が観察されなかった。(3)LIP5発現抑制細胞のリソソーム損傷刺激後の細胞死誘導に関して、ウエスタンブロット解析により発現抑制していない細胞と比較した。その結果、LIP5の発現抑制細胞はリソソーム損傷刺激後にカスパーゼ3/7の基質蛋白質の切断断片が多く検出され、アポトーシスが誘導されていると考えられた。

リソソームは細胞内消化を担う膜で覆われた細胞小器官である。限界膜が損傷したリソソームからは、加水分解酵素や水素イオン、カルシウムイオンなどが漏出する。研究代表者らは、損傷したリソソームにカルシウム結合蛋白質ALG-2が動員される現象を見出しており、リソソームの損傷を誘発した細胞においてALG-2の近傍に存在する蛋白質を同定している。本年度は、その中でLIP5に着目し以下を解析した。(1) LIP5の免疫染色実験により、LIP5がリソソーム損傷を誘導した細胞でリソソームに動員されることを観察した。LIP5のリソソーム動員におけるカルシウムイオンの役割を明らかにする目的で、カルシウムキレータであるBAPTA-AMを処理したところ、LIP5のリソソーム動員が抑制された。一方、ALG-2のノックアウト細胞でもリソソーム損傷刺激後のLIP5のリソソーム局在が観察された。(2) LIP5の発現抑制がその相互作用蛋白質であるVPS4A/Bの損傷リソソームへの局在に与える影響を解析した。VPS4A/Bはリソソーム損傷刺激を加えた細胞においてリソソームに局在したが、LIP5を発現抑制するとリソソーム局在が観察されなかった。(3)LIP5発現抑制細胞のリソソーム損傷刺激後の細胞死誘導に関して、ウエスタンブロット解析により発現抑制していない細胞と比較した。その結果、LIP5の発現抑制細胞はリソソーム損傷刺激後にカスパーゼ3/7の基質蛋白質の切断断片が多く検出され、アポトーシスが誘導されていると考えられた。