「揺らぎと生体機能」ニュースレター
No. 35
26 October, 2011
業績紹介：ハイブリッドリポソームのヒト大腸がん細胞に対する細胞周期停止とアポトーシス誘導
G1 から S 期への移行のチェックポイントで重要な働き

上岡龍一（崇城大応用生命科学・A03 計画研究代表者）

をする p21WAF1/Cip1 タンパク質の関与について検討した。その結果、HL-23 処理した HCT116 細胞において論 文 題 目 ： "Remarkable inhibitory effects of hybrid

p21 タンパク質の有意な増加が明らかになった。HL にliposomes on growth of human colon cancer cells throughよる G1/G0 arrest に CDK (Cyclin-dependent kinase) のイ

induction of cell cycle arrest along with apoptosis"

ンヒビターである p21 の関与が示唆された。

著 者 ： Yuji Komizu, Hidetsugu Ueoka, Koichi Goto,

以上のことより、“がん細胞膜の揺らぎをターゲット

Ryuichi Ueokaとするハイブリッドリポソームのがん抑制メカニズム

雑誌巻号：Int. J. Nanomedicine, 2011, 1913-1920 (2011)への細胞周期停止の関与”を初めて明らかにした。
A

ハイブリッドリポソーム(HL)[1]は、リン脂質とミセ

100

ル系界面活性剤を緩衝水溶液中で超音波処理すること

80cells (%)

により調製でき、HL 自身がアポトーシス誘導型の制がん効果を示すこと、その制がんメカニズムに“HLDMPC*

60******** **40の揺らぎ(流動性)”や“がん細胞膜の揺らぎ”が重要*20であることを報告している[2]。HL は、種々のがん細0胞にアポトーシスを誘導しており、例えば、肺がん、0胃がん、大腸がん、肝臓がんなどで明らかになってい100る。
一方、HL の制がん機構における細胞周期への影響

0.1cells (%)

では、HL の大腸がん細胞に対するアポトーシス誘導0.20.30.4[DMPC] (mM)

HL-2380についてはほとんど分かっていない[3]。そこで本論文****40*20得られた。

0In vitro での細胞増殖抑制試験から、HL-n(DMPC/0C12(EO)n; n=21, 23, 25)は、ヒト大腸がん(HCT116)細胞

0.1

***
** * * * * *0.20.30.4[DMPC] (mM)
G0 /G1Apoptosis (sub-G1 )に対して、濃度依存的に細胞増殖を抑制した。HL-n0.5**60および細胞周期について検討し、以下のような知見がの 50％細胞増殖抑制濃度(IC50)は、DMPC 単一リポソー**0.5
SG2 /M

Bムの約 1/2 であった。HL-n は、HCT116 細胞の増殖をG1顕著に抑制することが分かった。

G0

Cell Cycle

次に、細胞死の解析(Annexin V binding assay およびTUNEL assay)に関し、HL-n は、HCT116 細胞に対して、図アポトーシスを誘導することを明らかにした。

G1 G0HLS Fusion andAccumulation

G1 Arrest

G1S+G0Cell Cycle
ArrestSApoptosis(sub-G1)

ハイブリッドリポソームの大腸がん細胞に対するG0/G1 arrest およびアポトーシス誘導

さらに、細胞周期の解析より、HL-n は、低濃度条件*p < 0.05 vs. control(IC50 値付近の 200 μM)で、細胞周期の G0/G1 期で停止を誘導し、高濃度濃条件(IC50 値以上)で、アポトーシス

参考文献を誘導することを明らかにした（図）。しかし、DMPC[1] R. Ueoka et al., J. Am. Chem. Soc., 110, 1588-1595 (1988).
[2] R. Ueoka et al., Curr. Pharm. Des. 17, 1709-1719 (2011).
[3] T. Towata et al., Bioorg. Med. Chem. Lett., 20, 3680-3682(2010).

単一リポソームでは、G0/G1 期での細胞周期の停止が認められたものの細胞死は観測されなかった（図）。一方、G0/G1 期で細胞周期を停止するメカニズムに関し、1

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No. 35
26 October, 2011
シンポジウム報告
第 49 回日本生物物理学会年会
竹内 恒（産総研・A03 公募研究代表者）
林久美子（東北大・A01 公募研究代表者）

竹内：「揺らぎ」をテーマにした本シンポジウムの座長を務めさせていただき、この難しい問題に取り組むた
めには最先端の技術革新が求められることを改めて痛感するとともに、幅広い分野の研究者が一堂に会する
この本新学術領域研究の意義を再認識することができ2011 年 9 月 16 日-18 日、第 49 回日本生物物理学たように思います。本シンポジウムを成功に導いてい会年会が兵庫県立大学・姫路書写キャンパスで開催さただいた、オーガナイザー、講演者、参加者の方々にれました。年会 2 日目（9:00-11:30）に行われた本新学感謝するとともに、このような機会を与えていただい術領域研究共催のシンポジウム「生命の揺らぎを探るたことに深く感謝いたします。

新 た な ア プ ロ ー チ ： New approaches for probing

林： 200 名ほどを収容できる会場は立ち見が出るほどbiomolecular fluctuations 」について報告させていただ

盛況で、雰囲気の良いシンポジウムでした。英語でのきます。本シンポジウムは、加藤晃一先生（岡崎統合

質疑応答にも関わらず、質問が絶えないことに驚きまバイオ），芳坂貴弘先生（北陸先端大）により企画されした。シンポジウム座長は若手研究者にとって必要なました。本シンポジウムにおいて、本新学術領域研究経験。一部座長を若手が行うという新しい試みは是非、に属する若手研究者の活躍をアピールするため座長が今後も続けてほしいと思いました。

募集され、私たち（竹内恒・林久美子）が一部講演について座長を務めさせていただきました。以下に講演者と講演題目をまとめさせていただきます（敬称略）。
１．加藤晃一（岡崎統合バイオ・A01 計画研究代表者）
ユビキチン-プロテアソームシステムにおけるオリゴマータンパク質の構造揺らぎ
2. 高橋聡（東北大・A01 公募研究代表者）
ライン型共焦点顕微鏡によるタンパク質フォールディ
ングや基質結合過程のサブミリ秒ダイナミクス
3. 新井宗仁（東大・A02 公募研究代表者）

学会開催地である姫路のランドマーク。姫路城（現系統的アミノ酸置換によるタンパク質の揺らぎ問題へ

在は保存修理中なので修理前）の挑戦
4. 出羽毅久（名古屋工大・A03 公募研究代表者）
脂質・DNA 複合体の動的構造と細胞内核酸送達能5. 林重彦（京大・A03 公募研究代表者）
QM/MM reweighting 自由エネルギーSCF 法による酵
素反応分子機構の解析
6. 西村千秋（帝京平成大・A01 公募研究代表者）
天然揺らぎ構造の蛋白質折りたたみへの関与
7. 芳坂貴弘（北陸先端大・A02 計画研究代表者）
タンパク質の揺らぎ研究への非天然アミノ酸導入技術の応用

兵庫県立大学・姫路書写キャンパス2

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26 October, 2011
日本物理学会 2011 年秋季大会領域 12 シンポジウム報告
生命現象に関与する構造変化を俯瞰する
5.

伊野部智由
（富山大先端ライフサイエンス若手育成拠点・A03 公募研究代表者）
西村千秋（帝京平成大薬・A01 公募研究代表者）
濵田大三（神戸大医・A03 公募研究代表者）
槇 亙介（名大理・A03 公募研究（代表 濵田大三）連携研究者）
水口峰之（富山大薬・A02 公募研究代表者）

アミロイドの構造多形とその生理的影響 田中元雅（理研脳）6.

プロテアソームによる蛋白質アンフォールディン

グと分解：その初期過程 伊野部智由（富山大先端ライフサイエンス若手育成拠点・A03 公募研究代表者）
7. 天然変性蛋白質 PQBP-1 の動的な構造変化 水口峰之（富山大薬・A02 公募研究代表者）
8.

NMR で見たアポミオグロビンの過渡的折りたたみ中間体の構築原理 西村千秋（帝京平成大薬・A01公募研究代表者）
このシンポジウムでは、実験系の研究者による発表のみが行われました。しかしながら、恐らく、理論系

2011 年 9 月 21 日から 24 日に富山大学にて開催され研究者にとっても、十分に魅力ある話題が提供された

た日本物理学会 2011 年秋季大会において、標記のシと思います。それぞれの講演テーマは「蛋白質の分子ンポジウムが開催されました。

間相互作用」「フォールディング」「ミスフォールディ

本シンポジウムは、日本物理学会の領域 12（ソフトング」「アンフォールディングと分解制御」「膜形態制

マタ―物理・化学物理・生物物理）が主宰するシンポ御」という、様々なジャンルの生命現象に対する研究ジウムであり、同領域の運営委員である槇亙介 （名大とそれらを見出すための独特の研究手法を織り交ぜた、理・A03 公募研究（代表 濵田大三）連携研究者）の多岐に富んだ内容でした。しかしながら、全ての異なオーガナイズによるもので、そのテーマは、生物シスる生命現象において、生体分子の「柔らかさ」や「揺テムにおける階層性・秩序構造を維持する生体分子にらぎ」が関与しているという共通的性質が、さらにクおける階層的構造変化を捉え、その背景にある「機構」ローズアップされた会であったと感じます。

「原理」を見いだすことを目的として、蛋白質、生体

なお、今回のシンポジウムは、本新学術領域につい膜における構造変化（揺らぎ）を俯瞰するというものては、一切、考慮せずに企画されたものであり、シンです。

ポジウムの題名にも「揺らぎ」という言葉は出て来ま

以下に示すように、オーガナイザーの槇による趣旨せん。それにも関わらず、最終的に選ばれた講演者の説明に引き続き、7 つの講演が行われました。

ほとんどが、本学術領域に関連していたことは、誠に興味深い出来事です。

1. 趣旨説明 槇 亙介（名大理・A03 公募研究（代このように日本物理学会大会は、毎年、春と秋の 2表 濵田大三）連携研究者）回開催され、その中で、揺らぎ新学術メンバーにとっ2.

分子内ダイナミクスがもたらす、高次分子間相互て、魅力的な発表が行われていますので、機会があり作用の制御 濵田大三（神戸大医・A03 公募研究代表

ましたら、是非参加していただくことをお勧めいたし者）ます。また、特に日本生物物理学会会員の場合、生物

3.

物理分野を含む領域 12 で物理学会会員と同等の立場

生体膜の曲率を制御・感知する分子機構 伊藤俊樹（神戸大医）

で発表することが出来ますので、一度、その雰囲気を4.

体験していただきたく思います。

散乱法による脂質・蛋白質系の階層構造と機能解析 平井光博（群馬大工）3