薬学部

Faculty of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences

免疫生物学研究室

免疫生物学研究室

不思議な細胞のリソソーム

免疫生物学研究室では細胞小器官の1つであるリソソームの膜糖タンパク質の局在化機構と機能を細胞生物学および分子生物学的な手法を用いて、解明しています。
生物を構成する基本単位である細胞には生体膜で囲まれた細胞小器官が存在します。高等学校の生物の教科書にも記載されている「核」、「ミトコンドリア」、「ゴルジ体」、「葉緑体」が代表的な細胞小器官です。細胞小器官には特定の機能が割り振られています。例えば、ミトコンドリアは細胞が生きていくために必要なエネルギー(ATP)を作り出す化学反応が集中しています。リソソーム(lysosome)も細胞小器官であり、DeDuveらによって発見されました。「lyso=加水分解 some=体」の意味があり、日本語ではリソソームは「水解小体」とよばれます。リソソームの中には多数の酸性加水分解酵素が含まれ、タンパク質、多糖類、核酸などの生体高分子をそれぞれの最小のパーツにまで分解します。一方で、リソソームは何でも分解するわけではなく、相手を厳密に認識しています。その認識には袋に相当するリソソーム膜の成分が重要となっています。
 免疫においてリソソームは重要な役割を果たしています。白血球の一種である好中球やマクロファージは外来の微生物(細菌やウイルス)を食作用によって殺します。この際、リソソームの酸性加水分解酵素は微生物のタンパク質や多糖類の分解を行っています。また、樹状細胞やマクロファージはリンパ球に敵の情報を知らせる「抗原提示」という過程にもリソソームは深く関係しています。
当研究室ではリソソームの袋に相当するリソソーム膜に多量に含まれる糖タンパク質(lysosome-associated membrane protein: LAMP, lysosomal integral membrane protein: LIMP)の機能、リソソームへの局在化機構の研究を行っています。

 

研究内容

1.リソソーム膜糖たんぱく質(LAMP)のリソソーム標的シグナルの研究

リソソーム膜タンパク質のうちLAMP-1とLAMP-2はリソソーム膜タンパク質の10%近くを占める主要な成分です。当研究室ではラット肝からLAMP-1とLAMP-2に特異的なモノクローナル抗体(mAb)を作製して、(mAb)用いて、LAMP-1とLAMP-2を精製して、その生化学的性質を明らかにしました。さらに、細胞内でリソソームへの移行経路を明らかにしました。現在では、LAMP-1とLAMP-2の 存在するリソソーム標的シグナルの役割を調べています。

2.オートファジーにおけるリソソーム膜糖タンパク質の機能に関する研究

マクロオートファジーは、飢餓条件などにおいて細胞が自己成分を分解する機能であり、近年、オートファジーが神経変性疾患やがんなどの疾患に関わることが明らかになっています。自己成分を分解するときにはリソソームと呼ばれる細胞小器官が重要な働きを担いますが、リソソームには様々な膜糖タンパク質が存在しており、それらはオートファジーの制御に関わっています。私たちの研究により、主要なリソソーム膜糖タンパク質の一つであるLIMP-2がオートファジーの過程で起こるオートファゴソームの形成に関わることが明らかになり、オートファジーにおけるLIMP-2の機能の解析をさらに進めています。

3.筋細胞の分化におけるリソソーム膜糖タンパク質の機能に関する研究

骨格筋は人体の運動に関わる組織であり、骨格筋の発生では、単核の細胞である筋芽細胞同士が融合することで多核の筋管細胞が形成され(左図:緑色;筋管細胞、青色;細胞の核)、そして筋管細胞が筋線維へと成熟していきます。筋芽細胞から筋管細胞への分化には細胞小器官であるリソソームに存在するタンパク質が関わることが知られており、骨格筋の発生メカニズムを明らかにすることを目指して、筋細胞の分化におけるリソソーム膜糖タンパク質の機能を研究しています。

 

研究業績
(Researchmapの研究者情報)

 

スタッフ
(教員紹介)

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赤﨑健司教授
坂根洋准教授
山口 史明助手