農学部 MITSUTAKE SUSUMU 光武 進 生命機能科学科 食料科学講座 准教授 「スフィンゴ脂質の合成・代謝制御による細胞膜機能制御機構の 解明」 「食品分子受容体の活性制御機構に関する研究」 [キーワード] スフィンゴ脂質，細胞膜，GPR120，味覚受容体，インクレチン， メタボリックシンドローム 細胞膜の機能解明を通して様々な生命現象の謎を解く 研究紹介 ◆研究概要 私は，これまで細胞膜脂質の一つスフィンゴ脂質の代 謝・制御に関わる酵素群の機能解析を行ってきました． 細胞膜は細胞の内側と外側を隔てる重要な役割を持って います．しかし，分子レベルでその構造と機能が議論で きるようになったのは，1972 年に Singer と Nicolson が流動モザイクモデルを提唱してからです．アインシュ タインが 1905 年に特殊相対性理論を発表したことか ら考えると，細胞膜の研究の歴史の浅さが良くわかりま す．興味深いことに，脂質二重層の形成に関わる脂質分 子は，数千に及ぶ多様性があり，何故このように多様な 分子が必要なのかという大きな疑問があります． ◆細胞膜機能制御機構の発見 ごく近年になり，細胞膜上の脂質は均一に分散してい るのではなく，その物性の違いから，まだらな分布をし ていることが解ってきました．これを水に浮かぶ筏に例 えて“脂質ラフト”や“脂質マイクロドメイン”と呼びま す．この脂質ラフトには，細胞が外界からの情報を細胞 内へ伝えるための受容体や，細胞の接着に関わる分子等， 細胞機能に重要なタンパク質が集積し，プラットフォー ムを形成していると考えられています．脂質ラフトの形 成に重要な役割を持っているのがスフィンゴ脂質の一 つ，スフィンゴミエリンで，私は，その合成酵素の解析を 通して細胞膜の機能を研究してきました． スフィンゴミエリン 受容体 脂質ラフト その結果，細胞膜上でスフィンゴミエリンの代謝と合成が 起こっており，これによって脂質ラフト上に存在するタン パク質の機能が制御されているという“スフィンゴミエリ ンの合成・代謝制御による細胞膜機能制御機構”を見出し ました．つまり，細胞膜は，単に細胞内と細胞外を隔てる コンパートメントではなく，より積極的に細胞機能に関与 していることが明らかになってきました．さらに，この細 胞膜スフィンゴミエリンの代謝制御は，個体レベルでは， 脂肪肝や２型糖尿病といったメタボリックシンドローム の発症と深い関わりがあることを明らかにしました． ◆メタボリックシンドロームの改善 現在， 「スフィンゴ脂質の合成・代謝制御による細胞膜機 能制御機構の解明」と，この脂質ラフト上に存在する「食 品分子受容体の活性制御機構に関する研究」を進めていま す．受容体は長鎖脂肪酸受容体 GPR120 と甘味受容体 T 1R2/T1R3 複合体です．近年，小腸上皮内分泌細胞は， 食品消化物に含まれる脂肪酸や糖を受容体で感知し，イン クレチンと呼ばれる消化管ホルモンを分泌することが明 らかになってきました．インクレチンは，食欲の抑制やイ ンスリンの分泌促進といった生体恒常性の維持に働くと 考えられ，インクレチンの血中での分解を阻害する薬が， ２型糖尿病の改善薬として上市されています．つまり栄養 成分とこれら受容体の相互作用を詳細に解明することで メタボリックシンドロームの改善に働く食品成分を明ら かにできると考えています．一方，小腸内分泌細胞に発現 する食品成分受容体の一部は，味蕾に発現している味覚受 容体と同一であり，つまり舌で美味しく感じる物が，小腸 内分泌細胞でもセンシングされている可能性が高いと考 えられます． 細胞膜の構造と脂質ラフト 掲載情報 2016 年 11 月現在 食品機能の解明を目指す 学生へ一言アピール 基礎研究を通して新しいことが解れば，食品機能の解明に大きなブレーク スルーをもたらします．目先の応用に惑わされずに，生命の本質に迫るよう な研究に情熱を燃やしましょう． 産学・地域連携機構より 光武准教授は，味覚の受容体も含め活性制御機構に関する研究も進めています．最終的には， 細胞膜の機能制御を介した，まったく新しい食品機能概念の創出を目指しています． 興味がある方は気軽にお問合せください． 佐賀大学研究室訪問記 2016 佐賀大学 産学・地域連携機構 （佐賀県佐賀市本庄町１番地） （お問い合せ先） 国立大学法人 佐賀大学 学術研究協力部 社会連携課 TEL：0952-28-8416 E-mail：[email protected]
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