細胞内膜系による細胞増殖・分化シグナル制御と細胞内脂肪滴の役割

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細胞内膜系による細胞増殖分化シグナル制御のメカニズムを、「細胞内脂肪滴の表層が、細胞内での脂質代謝システムと細胞内膜系での細胞増殖・分化シグナル分子選別機能を結びつける制御プラットフォームとして働いている」という仮説を基に、解析した。ソニックヘッジホッグ(Shh)の細胞シグナル入力の受容体であるPatched(Ptc)とシグナル変換分子であるSmoothened(smo)の二つの膜貫通蛋白質の生細胞での動態解析をメインに解析を行った。蛍光蛋白質で標識したPtc1とSmoは、それぞれエンドソーム経路で特徴的な分布・動態を示した。脂肪滴表層に存在するコレステロール生合成酵素(Nsdh1)に異常により、Ptc1とSmoの細胞内膜系での動態・選別輸送が影響をうけることを示唆するデータを得た。また、脂肪滴機能との関連が示唆されるRabタンパク質のいくつかが、Shhシグナル変換因子の動態に影響を及ぼした。脂肪滴の機能と結ばれるコレステロールに依存した細胞内膜系での正常な分子の動態が、Shhシグナル変換に重要である可能性があり、現在、これらの現象の相互の関連をさらに解析している。また、継続して、上皮細胞由来のGFP融合ライブラリーを用いたFL-REX (fluorescence localization-based retrovirus-mediated expression cloning)法によって研究ツールとしての細胞内膜系の局在、機能マーカー分子の探索をすすめ、特定の膜オルガネラに局在するいくつかの機能未知の新規蛋白質をさらに同定した。また、その過程で、特定の膜系に様々なGFP融合蛋白質を安定に発現するMDCK細胞群を得た。これらの分子と細胞の解析、操作を進め、分子動態・機能解析ツールとして本研究に利用している。