細胞外スフィンゴ脂質シグナルの生成機構およびその生物機能の解明

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血小板は、細胞外メディエーターとして機能するスフィンゴシン1-リン酸(S1P)を大量に細胞内に蓄積しており、刺激によってこれを血漿中に放出する。今回、S1Pの前駆体であるスフィンゴシンの血小板における生成経路に着目して解析を行った。血小板はスフィンゴ脂質新規合成経路を有しておらず、スフィンゴシンの供給は細胞外に由来することが予想された。血小板の細胞外スフィンゴシンの取り込み及びS1Pへの変換速度は、巨核芽細胞と比較して顕著に速いことが観察された。血小板にバクテリア由来もしくは酸性スフィンゴミエリナーゼを直接作用させると、細胞表層におけるセラミド、スフィンゴシン量の上昇に伴ってS1Pの顕著な蓄積が認められた。以上の結果より血小板は形質膜表層を含む細胞外領域で生成されたスフィンゴシンをS1Pに変換していることが示唆された。一方で細胞表層におけるスフィンゴ脂質の構造的重要性を調べるために出芽酵母をモデル生物として解析を行った。スフィンゴ脂質を欠損した酵母は致死となるが、細胞外から基本骨格であるスフィンゴイド塩基を供給することで生育が可能である。今回、スフィンゴ脂質欠損酵母に細胞外から種々のスフィンゴイド塩基を供給することで、生体内スフィンゴ脂質の再構築を行う事を試みた。哺乳動物のスフィンゴイド塩基の構造はスフィンゴシンであるのに対して、酵母ではフィトスフィンゴシンである。しかしながらスフィンゴ脂質欠損酵母はスフィンゴシンの供給下においても生育が可能であることが明らかになった。興味深いことにスフィンゴシンを供給したスフィンゴ脂質欠損酵母では、細胞表層のマイクロドメインが正常に形成されず、薬物耐性に異常が認められることが確認された。これらの結果はスフィンゴイド塩基の構造がスフィンゴ脂質の機能発現において非常に重要であることを示している。