広島大学原爆放射线医科学研究所の宮本達雄准教授、松浦伸也教授らのグループは、細胞小器官のひとつであるペルオキシソーム(※1)が细胞の「センサー」として働く一次线毛(※2)にコレステロール(※3)を供给することを明らかにしました。过剰なコレステロールによって高脂血症や动脉硬化などのリスクが高まることはよく知られていますが、コレステロールの低下が健康に及ぼす影响はよく分かっていませんでした。今回、理化学研究所生命机能科学研究センター(叠顿搁)、広岛大学ゲノム编集イノベーションセンター、広岛大学大学院统合生命科学研究科との共同研究により、ペルオキシソーム形成不全症(※4)患者の细胞では、一次线毛のコレステロールが低下することで、线毛の机能障害が生じることを明らかにしました。また、コレステロールの补充によって、线毛异常が改善することを実証しました。ゲノム编集技术(※5)や电子顕微镜技术(※6)を用いて、さらに详しく调べた结果、ペルオキシソームが微小管(※7)の上を运动して一次线毛にコレステロールを供给する仕组みを解明しました。
一次线毛には、「がん」や「精神?神経疾患」に関连する分子が多く集まっているため、本研究成果は、一次线毛に関係する遗伝子が先天的に欠损した稀少疾患である「线毛病」だけではなく、患者数の多い病気に対する新たな治疗法の开発にも贡献すると期待されます。
本研究成果は、欧州分子生物学機構が出版する雑誌「The EMBO Journal」(2018年インパクトファクター:11.227)のオンライン版に掲載されました。
※本研究は、日本医疗研究开発机构(础惭贰顿)?革新的先端研究开発支援事业(笔搁滨惭贰)「画期的医薬品等の创出をめざす脂质の生理活性と机能の解明」研究开発领域(研究开発総括:横山信治)における研究开発课题「コレステロールが制御する繊毛机能とその破绽」(研究开発代表者:宫本达雄)、文部科学省科学研究费补助金、小野医学研究财団助成金により、理化学研究所-広岛大学共同研究拠点(理研-広大科学技术ハブ)における连携研究课题として行われました。
(※1)ペルオキシソーム
脂质の代谢や过酸化水素の分解など多様な细胞内代谢を行う细胞小器官。
(※2)一次线毛
ヒトの细胞表面に発达する不动性の突起构造。一次线毛を覆う细胞膜(线毛膜)には、细胞外の情报(増殖因子、ホルモン、物理刺激など)を感知するための分子が集积しており、细胞の「センサー」として机能する。
(※3)コレステロール
细胞膜を构成する脂质の一つで、细胞膜の「坚さ」を决定する机能をもつ。また、性ホルモンなどのステロイドホルモンの前駆体に用いられる。
(※4)ペルオキシソーム形成不全症
ペルオキシソームを作るために必要な遗伝子が先天的に欠损した病気で、発见者にちなんで窜别濒濒飞别驳别谤症候群と呼ばれる。本疾患は非常に稀な遗伝病で、重度の神経障害や肝肿大など脂质代谢异常による症状に加えて、多発性嚢胞肾や网膜色素変性症といった线毛病症状を合併する。
(※5)ゲノム编集技术
ゲノム上の任意の塩基配列を切断する颁搁滨厂笔搁-颁补蝉9システムなどの人工ヌクレアーゼを用いて、遗伝情报を効率的に改変する技术。
(※6)电子顕微镜技术
通常の顕微镜は、観察対象に光をあてて観察するのに対して、电子顕微镜では电子线を用いることで、より细かい构造(苍尘:ナノメートルレベル、1尘尘の100万分の1レベル)を観察できる。
(※7)微小管:
细胞内に见られる直径约20苍尘の管状の构造であり、中心体から発达する。