スフィンゴミエリン特異的プローブを用いたラフト制御機構の解析

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スフィンゴミエリンは哺乳動物細胞の主要構成脂質で、糖脂質やコレステロールなどとともにマイクロドメインを形成していると考えられている。このマイクロドメインは様々な細胞機能に関与している可能性が示唆されているが、その形成・制御機構はあまり明らかになっていない。本研究では、スフィンゴミエリンと特異的に結合する新規蛋白質ライセニンを用いて、スフィンゴミエリンの細胞内動態や分子間相互作用を解析することにより、マイクロドメインの生理機能を分子レベルで解明することを目指した。昨年度はライセニンとスフィンゴミエリンの結合様式について解析を行い、ライセニンがスフィンゴミエリン依存的に会合体を形成し、膜中に径3nm程度の小孔を開けることを明らかにした。本年度は脂肪酸鎖の異なる様々なスフィンゴミエリンを用いてライセニンとの相互作用を検討したところ、ライセニンはスフィンゴミエリンの親水性頭部のみでなく疎水性側鎖とも相互作用していることが明らかとなった。またスフィンゴミエリン膜の流動性がライセニンの会合体形成に影響することも明らかとなった。これらのことから、単独では可溶性蛋白質であったライセニンがスフィンゴミエリンと結合することにより膜中にもぐり込んでいると考えられる。次にライセニン耐性の培養上皮細胞変異株の性状解析を行った。ライセニン耐性株ではスフィンゴミエリンの合成は正常だが、細胞表面のスフィンゴミエリン量が顕著に低下しており、スフィンゴミエリンの細胞内輸送に異常があると考えられた。蛍光標識脂質を用いた実験の結果、耐性株では新規合成されたスフィンゴミエリンの細胞表面への輸送が低下している可能性が示唆された。リサイクリング経路については検討中である。一方、蛋白質の細胞表面への輸送には異常が認められなかった。