課題番号：２４指００１
研究課題名：生体膜脂質生合成メカニズム解明と脂質バイオマーカーの探索
主任研究者名 ：清水孝雄
分担研究者名 ：キーワード
研究成果：生体膜リン脂質、リゾリン脂質アシル転移酵素、生理活性脂質、脂質バイオマーカー：
平成２８年度には合計６報の英文原著論文を発表した。
代表的な論文の要約を以下に示す。

細胞内脂質可視化技術
Shimura*. Shindou*,(*, equal) et al. (2016) FASEB J. 30. 4149-4158.
現在、細胞内脂肪酸の空間情報を得ることは非常に難しい。今回、細胞内脂肪酸可視化技術を発表した。Br ラベルパルミチン酸と Br ラベルステアリン酸を CHO 細胞培養液に添加し、Spring 8 の Scanning
X-ray fluorescence microscopy を用いて Br シグナルを検出した。X 線顕微鏡は元素固有の特性 X 線を検出できる。細胞内の核膜、小胞体、ゴルジ体周辺で Br シグナルを検出できた。同時に脂質解析を行い、ほとんどがリン脂質由来である事、また多様なリン脂質に組み込まれている事も確認した。新しい細胞内脂質の可視化技術として、今後発展させたい。

神経因性疼痛と血小板活性化因子（PAF）
Shindou et al. (2017) FASEB J. in press
神経因性疼痛は NSAID やオピオイドでも鎮痛効果は弱く、未解決な疼痛である。近年、リン脂質メディエーターである血小板活性化因子（PAF）が神経因性疼痛に影響する事が報告されているが詳細はわかっていない。今回、血小板活性化因子生合成酵素であるリゾホスファチジルコリンアシル転移酵素（LPCAT2）欠損マウス（LPCAT2-KO）を作製し、神経因性疼痛モデルとして PSL (partial sciaticligation)モデル解析を行った。LPCAT2-KO マウスは疼痛行動を起こさなかった。また、もう一方の PAF生合成酵素である LPCAT1 の欠損マウスは野生型マウスと同様に疼痛を示した。
脊髄中 PAF は LPCAT2-KO
マウスで検出できず、また PSL モデルによって増加したミクログリアに LPCAT2 も発現していた。細胞を PAF で刺激すると LPCAT2 のリン酸化（活性化）により、PAF が産生される。マウス腹腔マクロファージを PAF 受容体アンタゴニストである ABT-491 や WEB2086 で処理したのちに、ATP で PAF 産生を誘発
すると、PAF 量は減少した。これは一度産生された PAF が再び PAF 産生を誘導するフィードバックループを示唆している。このループが PAF pain loop となり疼痛を維持又は悪化させている可能性を推測している。神経因性疼痛に対する鎮痛薬開発へ発展できる可能性がある。
なお、本プロジェクトの更新決定（平成２８年１月）に伴い、平成２８年４月より小野薬品工業との企業連携講座を設置し、脂質創薬に向けた共同研究を開始した。連携講座には小野薬品工業からの出向職員が研究に従事している。

Subject No.

：24-001

Title：Analysis of cellular membrane phospholipid biosynthesis and screening of lipid

biomarkers
Researchers ：Takao Shimizu
Key word：Cellular membrane phospholipid, Eicosanoid, Lipid biomarker

Abstract：Totally, 5 original articles and 1 review article were published in 2016/4-2017/3.
Among them, representative articles are shown here.

Shimura*. Shindou*,(*, equal) et al. (2016) FASEB J. 30. 4149-4158.
Intracellular imaging of fatty acids and glycerophospholipids has not been successful due to insufficient
resolution using conventional methods. Here, we established a new method to visualize fatty acid fate in cells.
Br-labeled palmitic acid and Br-labeled stearic acid were added to culture medium of CHO cells. Br signals weredetected using a scanning X-ray fluorescence microscopy in Spring 8 (RIKEN). Br-labeled phospholipids andfatty acids were confirmed using our LC-MS and GC, respectively. We could observe Br signal around ER andGolgi. Although further studies are needed, this technique will contribute to visualize fatty acid in cells.
Shindou et al. (2017) FASEB J. in press
Neuropathic pain resultant from peripheral neuronal damage is largely resistant to treatment with currently
available analgesic drugs. Recently, ATP and platelet-activating factor (PAF) were reported to play important
inductive roles in neuropathic pain. Platelet-activating factor (PAF) is biosynthesized bylysophosphatidylcholine acyltransferase 2 (LPCAT2) and LPCAT1. In this study, we constructed LPCAT2
knock-out (KO) mice and analyzed partial sciatic ligation (PSL) model to examine the relationship between PAF
and neuropathic pain. Neuropathic pain was attenuated in LPCAT2-KO mice, but not in LPCAT1-KO mice. By
PSL operation, microglia in spinal cord were increased and LPCAT2 was detected in the microglia. PAF was notdetected in spinal cord of LPCAT2-KO mice. Pretreatment with PAFR receptor antagonist, ABT-491 andWEB2086 enhanced ATP-stimulated PAF biosynthesis indicating existence of PAF feedback loop. We
hypothesized that this loop exacerbated neuropathic pain as a PAF pain loop
Based on the long-term collaboration with ONO Pharmaceutical Co., NCGM and Ono have agreed to establish a“Ono collaboration laboratory” within the Lipid Signaling Project and started a more intimate collaboration byinviting researchers from the company.

Researchers には、分担研究者を記載する。

開発費２４指００１：脂質シグナリングプロジェクト

Detection of Br-fatty acids in CHO cells
Cells were treatment with both Br-16:0 than Br-18:0.
EtOH

3.2 µM Br-16:0

2.1 µM Br-18:0

細胞内脂肪酸可視化に成功
Shimura*, Shindou* et al. (2016) FASEB J. 30. 4149-4158

開発費２４指００１：脂質シグナリングプロジェクト

A novel therapeutic target of newly
categorized analgesic drugs
２０１７年４月４日日経新聞

PAF Pain Loop?

海外の神経因性疼痛患者からも感謝のメールを頂いた。

血小板活性化因子（PAF）生合成酵素（LPCAT2)欠損マウスは神経因性疼痛を示さなかった。NASIDsやオピオイドに続く新規鎮痛薬開発のターゲットを見つけた。
国立がん研究センター、東京大学、理研との共同研究
2H. Shindou et al. FASEB J. 2017 in press

研究発表及び特許取得報告について

課題番号：24指001
研究課題名：生体膜脂質生合成メカニズム解明と脂質バイオマーカーの探索
主任研究者名：清水孝雄

論文発表
論文タイトル

著者

BLT1 signalling protects the liver
against acetaminophen hepatotoxicity by
preventing excessive accumulation ofhepatic neutrophils.

Kojo, K., Ito, Y.,
Eshima, K.,
Nishizawa, N.,
Ohkubo, H.,
Yokomizo, T.,
Shimizu, T.,
Watanabe, M.,
Majima, M.

掲載誌
Sci. Rep.

掲載号
6:29650

年
2016

Imaging of Intracellular Fatty Acids by Shimura, M.*,#,FASEB J.
Scanning X-ray Fluorescence Microscopy. Shindou, H.*,#,
Szyrwiel, L.*,
Tokuoka, M.S.,
Hamano, F.,
Matsuyama, S.,
Okamoto, M.,
Matsunaga, A., Kita,
Y., Ishizaka, Y.,
Yamauchi, K.,
Komura, Y.,
Lobinski, R.,
Shimizu, I.,
Shimizu, T.
*,
equal contribution#, equalcorresponding author

30. 4149-4158 2016

Blood–brain barrier permeability ofginkgolide: Comparison of the behaviorof PET probes 7a-[18F]fluoro- and 10-Op-[11C]methylbenzyl ginkgolide B inmonkey and rat brains.

24

Doi, H., Sato, K.,
Bioorganic &Shindou, H., Sumi,MedicinalK., Koyama, H.,
Chemistry
Hosoya, T.,
Watanabe, Y., Ishii,S., Tsukada, H.,
Nakanishi, K., andSuzuki, M.

Leukotriene B4 receptor type 2 protects .Shigematsu, M.,against pneumolysin-dependent acute lung Koga, T., Ishimori,A., Saeki, K.,injury.
Ishii, Y., Taketomi,Y., Ohba, M., JoWatanabe, A., Okuno,T., Harada, N.,
Harayama, T.,
Shindou, H., Li JD,
Murakami, M., Hoka,S., Yokomizo, T.

Sci Rep.

5148–5157. 2016

6:34560

2016研究発表及び特許取得報告について
Relief from neuropathic pain byShindou, H.*,
blocking of platelet-activating factor- Shiraishi, S.*,
pain loop.
Tokuoka, M. S.,
Takahashi, Y.,
Harayama, T., Abe,T., Bando, K.,
Miyano, K., Kita,
Y., Uezono, Y.,
Shimizu, T.
*,
equal contribution

FASEB J.

in press

2017

Mediator lipidomics by liquid.Kita, Y., Tokuoka- BBA-Molecularin press
chromatography-tandem mass spectrometry. M., S., and Shimizu, and Cell Biology
T.
of Lipids.

2017

学会発表
タイトル
Roles of PUFA-containing phospholipids
in biology and pathology

PNPLA7-mediated catabolic pathway forphosphatidylcholine has a crucial rolein hepatic choline metabolism andsystemic energy homeostasis

発表者
Takao Shimizu

学会名場所

LIPID MAPS
Scripps
Annual Meeting
Seaside Forum
2016:Lipidomics UCSD
Impact on
Metabolic,
Cancer,Cardiovascularand Inflammatory
Tetsuya Hirabayashi, 7thScripps
Misa Mouri, Suzumi
International
Seaside Forum
M. Tokuoka,
Conference on
UCSD
Yoshihiro Kita,
Phospholipase A2
Rieko Nakata,and Lipid
Kazutaka Ikeda,
Mediators: From
Makoto Murakami
Bench To
Translational
Medicine

年月May 17-18,
2016

May 19-20,
2016Mechanism of glycerophosholipid
Takao Shimizu
diversity and its biological consequence

細胞内脂肪酸運命の可視化

7thScripps
May 20, 2016
InternationalSeaside Forum
Conference onUCSD
Phospholipase A2and Lipid
Mediators: From
Bench To
Translational
進藤英雄、志村まり、 第58回 日本脂質 にぎわい交流館 2016年6月9、10
AU、秋田
日
Lukasz Szyrwiel, 岡 生化学会
本真由美、浜野文三
江、徳岡涼美、北芳博、清水功雄、清水孝雄

膜結合型プロスタグランジンE合成酵素ノッ 花香博美、進藤英雄、 第58回 日本脂質 にぎわい交流館 2016年6月9、10
クダウン細胞における統合オミクス解析
北芳博、徳岡涼美、今 生化学会
AU、秋田日
城純子、清水孝雄
高度不飽和脂肪酸負荷に対する細胞応答とそ 赤木聡介、河野望、有 第58回 日本脂質 にぎわい交流館 2016年6月9、10の生理的意義の解析
山博之、進藤英雄、清 生化学会
AU、秋田日水孝雄、新井洋由
エイコサノイド高感度一斉定量による血小板 安本篤史、徳岡涼美、 第38回日本血栓止 奈良春日野国際 2016年6月18日
機能評価の基礎検討
北 芳博、清水孝雄、 血学会学術集会
フォーラム
矢冨裕

研究発表及び特許取得報告について
アラキドン酸含有リン脂質制御による中性脂 吉田(橋立)智美
肪の輸送調節

第17回
ヒルトン東京お 2016年8月6日
Atherosclerosis 台場、東京
and Biolipid
Conference
エイコサノイド高感度一斉定量法の血漿・血 安本篤史、徳岡涼美、 第63回日臨床検査 神戸国際会議場 2016年9月2日
清臨床検体への応用に向けた基礎検討
北 芳博、清水孝雄、 医学会学術集会
矢冨裕
Critical roles of extracellular
Takeshi Q Tanaka,
第15回あわじしま 淡路夢舞台国際 2016年9月7日
phospholipids in sexual differentiation Suzumi M. Tokuoka,
感染症・免疫会議場
of Plasmodium falciparum
Daichi Nakatani,
フォーラム
Fumie Hamano, ThomasE. Wellems, Shinichiro Kawazu,
Kiyoshi Kita, Takao
Shimizu, Fuyuki
Tokumasu
熱帯熱マラリア原虫による細胞外Glycerolの 徳舛富由樹, 徳岡涼
第89回日本生化学 仙台国際セン 2016年9月25-27
リン脂質生成への取り込み
美, 田中 健Q, 稲岡健 会大会
ター／東北大学 日ダニエル, 浜野文三
川内北キャンパ江, 河津信一郎, 北ス
潔, 清水孝雄
リン脂質研究の最新の進歩

清水孝雄

第90回日本生化学 仙台国際セン 2016年9月25-27
会大会
ター／東北大学 日川内北キャンパ
肝臓における新規ホスファチジルコリン分解 平林哲也、毛利美紗、 第90回日本生化学 仙台国際セン 2016年9月25-27
経路の代謝恒常性における役割
徳岡涼美、北芳博、池 会大会
ター／東北大学 日田和貴、中田理恵子、川内北キャンパ
村上誠
ス

一元素ラベルによる細胞内脂肪酸運命の可視 進藤英雄
化Biological Roles of DHA-containing
清水孝雄
Phospholipids in vivo
２種の機能性リン脂質解析：血小板活性化因 進藤英雄
子と神経因性疼痛・DHAリン脂質と視覚機能
膜リン脂質研究への誘いー脂質多様性の意味 清水孝雄
を考える

第１５回ホスファ 早稲田大学 日 2016年11月18日
チジルセリン研究 本橋
国際プラズマロー 九州大学医学部 2016年11月28日
ゲンシンポジウム 百年講堂
第5回 生体情報 秋田大学 本道 2017年2月17日
研究シンポジウム 会館
第９０回日本薬理 長崎ブリック 2017年3月16日
学会年会
ホール

その他発表(雑誌、テレビ、ラジオ等)
タイトル

特許取得状況について※出願申請中のものは(発明名称発表者発表先場所年月日)記載のこと。
登録番号※該当がない項目の欄には「該当なし」と記載のこと。
※主任研究者が班全員分の内容を記載のこ

特許権者(申請者）
登録日(申請日)（共願は全記載）

出願国