高度不飽和脂肪酸（ＰＵＦＡ）を含むリン脂質の細胞機能解明

阐明磷脂（包括高度不饱和脂肪酸 (PUFA)）的细胞功能

• 批准号: 18J14999
• 负责人: 齊藤 友理
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J14999/
• 关键词: PUFA; 高度不飽和脂肪酸; リン脂質; アクチン骨格

本研究において、私は哺乳動物細胞におけるPUFAの機能を解明する目的で、ヒト網膜色素上皮細胞 (ARPE19)細胞を用いて、PUFAを欠乏する培養細胞(PUFA欠損細胞)を作製した。更に、この細胞の形態を走査型電子顕微鏡で観察したところ、細胞膜直下のアクチン骨格が脱重合することにより生じる細胞膜ブレブが発生していることを見出していた。細胞膜直下のアクチン重合は膜リン脂質ホスホイノシチド(PIPs)の一種であるPI(4,5)P2により制御されることが知られている。そこで、PUFA を持つ PI(4,5)P2 を PUFA 欠損細胞に取り込ませたところ表現型が回復した。続いて、PI(4,5)P2 を認識してアクチン重合を促進する分子をスクリーニングした結果、細胞接着斑構成蛋白質の一種であるvinculinの機能にPUFA含有PI(4,5)P2が必要不可欠である事が強く示唆されていた。本年度の研究で、PUFA含有PI(4,5)P2特異的に結合することが示唆されたvinculinに関して更なる解析を進めた。リン脂質と膜骨格タンパク質から構成され二重膜構造をとるnanodiscとNMRを用いて、PUFA含有PI(4,5)P2のPUFAと相互作用し得るvinculinのアミノ酸残基を同定することを目指し、PI(4,5)P2を含むnanodiscとvinculinのリコンビナントを結合させた時の化学シフト値変化を測定した。結果、C末端にある特定のアミノ酸数残基がPUFA含有PI(4,5)P2結合に関与することが示唆された。更にPI(4.5)P2中のPUFA特異的に相互作用すると考えられるアミノ酸残基を変異させたvinculinは、vinculin欠損時の細胞膜ブレブ形成を抑制しなかった。以上の結果から、vinculin C末端部位はその機能に重要な役割を持つことが示唆された。

In order to understand the PUFA function in mammalian cells, this study was conducted on cultured retinal pigment epithelial cells (ARPE19) and PUFA deficient cells (PUFA deficient cells). In addition, the morphology of these cells was examined by electron microscopy, and the cell membrane was observed directly under the cell membrane. A kind of PI(4,5)P2-based control system for cell membrane is known. P2 PUFA deficient cells are selected for phenotype recovery. PI(4,5)P2 is recognized as one of the most important components of protein. It is necessary for PUFA to contain PI(4,5)P2. In this year's study, PUFA contains PI(4,5)P2-specific binding, which is related to the analysis of vinculin. The structure of lipid membrane is composed of double membrane structure, nanodisc and NMR. PUFA contains PI(4,5)P2. PUFA interacts with PI(4,5)P2 to determine the identity of vinculin and its acid residues. PI(4,5)P2 contains nanodisc and vinculin. As a result, PUFA contains PI(4,5)P2 binding residues at the C-terminal region. In addition, PUFA specific interactions in PI(4.5)P2 inhibit the formation of cell membrane dehiscence when the vinculin residue is deficient. As a result, vinculin C terminal is important for its function.

项目成果

高度不飽和脂肪酸(PUFA)を含むリン脂質の欠損は細胞膜直下のactin重合異常に起因する膜構造の変化を引き起こす

缺乏含有高度不饱和脂肪酸 (PUFA) 的磷脂会导致细胞膜正下方的肌动蛋白聚合异常，导致膜结构发生变化。

• 发表时间: 2019
• 作者: 齊藤 友理;石野 雄己;向井 康治朗;荒木 伸一;田口 友彦;新井 洋由
• 通讯作者: 新井 洋由

高度不飽和脂肪酸(PUFA)欠損培養細胞の作製

缺乏高度不饱和脂肪酸（PUFA）的培养细胞的制备

• 发表时间: 2018
• 作者: 齊藤友理;石野雄己;向井康治朗;田口友彦;新井洋由
• 通讯作者: 新井洋由