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藤本 豊士 Toyoshi Fujimoto名古屋大学大学院医学系研究科分子細胞学・教授・医学博士


専門分野

細胞生物学・解剖学

略歴

1978年3月
京都大学医学部卒業
1978年4月
京都大学医学部 助手
1982年2月
京都大学医学部 助教授
1983年9月
カリフォルニア大学サンディエゴ校 客員研究員(1985年8月まで)
1995年5月
群馬大学医学部 教授
1999年4月
名古屋大学医学部 教授
2001年4月
名古屋大学大学院医学系研究科 教授

研究課題名

脂質超分子構造のナノスケール解析

これまでの成果と今後の展望

A. 研究目的
 脂質を基盤として形成される脂質超分子構造は重要な生理的役割を担い、その異常は様々な疾患に直結する。脂肪滴や膜脂質ドメインなどについて解析を進め、生理的意義および病態との関連について検討する。
[1] 細胞内蛋白質分解系の足場として脂肪滴が機能する分子的基盤を詳細に解明する。これまでの研究により、肝細胞では脂質付加を受けたアポリポプロテインB100 (ApoB)が脂肪滴近傍でユビキチン化され、プロテアソーム分解を受けることが明らかになった。今年度の研究では精製脂肪滴のプロテオミクス解析で同定した複数の蛋白質の機能的意義を解析し、脂質付加後のApoBが小胞体内腔から細胞質側に逆行輸送され、プロテアソームでの分解に到る分子機構を解明する。
[2] これまでの研究で確立した急速凍結・凍結割断レプリカ(QF-FRL)法に改良を加え、動物体内の細胞におけるフォスファチジルイノシトール4,5二リン酸[PI(4,5)P2]のナノ局在を定量的に解析する。またQF-FRLに使用できる新たなプローブを開発し、より多くの種類の膜脂質の分布をナノレベルで決定する方法を開発する。

B. 研究成果
[1] ドコサヘキサエン酸処理によって脂肪滴にApoBが蓄積した状態の肝細胞から脂肪滴を精製し、質量分析によってUBXD8, p97/VCPなどを同定した。またDerlin-1も脂肪滴画分に存在することが判明した。UBXD8とDerlin-1は相互に結合し、またそれぞれが脂質付加後のApoBと複合体を形成した。さらにRNAiやドミナントネガティブ変異体発現の結果などから、Derlin-1は脂質付加後のApoBの小胞体内腔から細胞質への逆行輸送に、一方UBXD8は脂肪滴表層にp97/VCPをリクルートして、脂肪滴表面に蓄積したユビキチン化ApoBをプロテアソームに送り込む過程に関与することが明らかになった。これらの結果により、脂質付加後のApoBが小胞体内腔から脂肪滴の細胞質側表面に逆行輸送され、プロテアソーム分解に付される分子機構がはじめて明らかになった。
[2] 凍結割断レプリカの処理をトリプシン、DNaseI、SDSで行うことにより、動物個体内の組織にある細胞の解析が可能になった。この方法によりラット膵外分泌上皮細胞におけるPI(4,5)P2の分布を解析した。膵外分泌細胞は高度な極性を持つ単層上皮細胞であるが、培養MDCK細胞の実験での報告とは異なり、頂部・側基底部間の分布密度に差はなく、タイト結合部でも同様であった。一方、ギャップ結合部は他の領域よりもPI(4,5)P2の分布密度が高かった。分泌顆粒、ゴルジ体、小胞体などの細胞内小器官の限界膜には標識は見られなかった。またフォスファチジルイノシトール3リン酸を特異的に標識するためのプローブを確立し、複数の細胞で解析を開始した。

主要研究業績

  1. Fujimoto T, Fukazawa Y. Electron microscopy of membrane lipids. In Encyclopedia of Biophysics, Roberts G, ed. (Berlin, Springer-Verlag), p. in press (2012)
  2. Suzuki M, Shinohara Y, Fujimoto T: Histochemical detection of lipid droplets in cultured cells. Methods Mol Biol, in press (2012)
  3. Suzuki M, Otsuka T, Ohsaki Y, Cheng J, Taniguchi T, Hashimoto H, Taniguchi H, Fujimoto T: Derlin-1 and UBXD8 are engaged in dislocation and degradation of lipidated ApoB-100 at lipid droplets. Mol Biol Cell, 23, 800-810 (2012)
  4. Suzuki M, Shinohara Y, Ohsaki Y, Fujimoto T: Lipid droplets: size matters. J Electron Microsc (Tokyo), 60 Suppl 1, S101-116 (2011)
  5. Kawai Y, Hamazaki Y, Fujita H, Fujita A, Sato T, Furuse M, Fujimoto T, Jetten AM, Agata Y, Minato N: Claudin-4 induction by E-protein activity in later stages of CD4/8 double-positive thymocytes to increase positive selection efficiency. Proc Natl Acad Sci U S A, 108, 4075-4080 (2011)
  6. Ozato-Sakurai N, Fujita A, Fujimoto T: The distribution of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate in acinar cells of rat pancreas revealed with the freeze-fracture replica labeling method. PLoS One, 6, e23567 (2011)
  7. Fujimoto T, Parton RG: Not just fat: the structure and function of the lipid droplet. Cold Spring Harb Perspect Biol, 3 (2011)
  8. 鈴木倫毅、藤本豊士:脂肪滴の形成、成長、分解のメカニズム 細胞工学, 30, 1165-1170 (2011)
  9. Hishiki T, Shimizu Y, Tobita R, Sugiyama K, Ogawa K, Funami K, Ohsaki Y, Fujimoto T, Takaku H, Wakita T, Baumert TF, Miyanari Y, Shimotohno K: Infectivity of hepatitis C virus is influenced by association with apolipoprotein E isoforms. J Virol, 84, 12048-12057 (2010)
  10. Ohsaki Y, Suzuki M, Shinohara Y, Fujimoto T: Lysosomal accumulation of mTOR is enhanced by rapamycin. Histochem Cell Biol, 134, 537-544 (2010)
  11. Shimizu Y, Hishiki T, Sugiyama K, Ogawa K, Funami K, Kato A, Ohsaki Y, Fujimoto T, Takaku H, Shimotohno K: Lipoprotein lipase and hepatic triglyceride lipase reduce the infectivity of hepatitis C virus (HCV) through their catalytic activities on HCV-associated lipoproteins. Virology, 407, 152-159 (2010)
  12. Fujita A, Fujimoto, T. Nanoscale Analysis of Glycolipid Distribution in the Cell Membrane. Trends Glycosci Glycotech, 126, 173-181 (2010)
  13. Fujita A, Cheng J, Fujimoto T. Quantitative electron microscopy for the nanoscale analysis of membrane lipid distribution. Nature Protocols, 5, 661-669 (2010)
  14. Ohsaki S, Shinohara Y, Suzuki M, Fujimoto T, A pitfall in using BODIPY dyes for lipid droplet labeling. Histochem Cell Biol, 133, 477-480 (2010)
  15. Fujita A, Fujimoto T. High Resolution Molecular Localization by Freeze-Fracture Replica Labeling, Schwartzbach SD, Osafune T (eds.), Immuno-electron Microscopy. Methods Mol Biol, 657, 205-216 (2010)
  16. Fujita A, Cheng J, Tauchi-Sato K, Takenawa T, Fujimoto T. A distinct pool of phosphatidyl- inositol 4,5-bisphosphate in caveolae revealed by a nanoscale labeling technique. Proc Natl Acad Sci USA, 106, 9256-9261 (2009)
  17. Fujita A, Cheng J, Fujimoto T. Segregation of GM1 and GM3 clusters in the cell membrane depends on the intact actin cytoskeleton. Biochim Biophys Acta, 1791, 388-396 (2009)
  18. Cheng J, Fujita A, Ohsaki Y, Suzuki M, Shinohara Y, Fujimoto T. Quantitative electron microscopy shows uniform incorporation of triglycerides into existing lipid droplets. Histochem Cell Biol, 132, 281-291 (2009)
  19. Ohsaki Y, Cheng J, Suzuki M, Shinohara Y, Fujita A, Fujimoto T. Biogenesis of cytoplasmic lipid droplets: from the lipid ester globule in the membrane to the visible structure. Biochim Biophys Acta, 1791, 399-407 (2009)
  20. Ohsaki Y, Cheng J, Suzuki M, Fujita A, Fujimoto T. Lipid droplets are arrested in the ER membrane by tight binding of lipidated apolipoprotein B-100. J Cell Sci, 121, 2415-2422 (2008)
  21. Nishino N, Tamori Y, Tateya S, Kawaguchi T, Shibakusa T, Mizunoya W, Inoue K, Kitazawa R, Kitazawa S, Matsuki Y, Hiramatsu R, Masubuchi S, Omachi A, Kimura K, Saito M, Amo T, Ohta S, Yamaguchi T, Osumi T, Cheng J, Fujimoto T, Nakao H, Nakao K, Aiba A, Okamura H, Fushiki T, Kasuga M. FSP27 contributes to efficient energy storage in murine white adipocytes by promoting the formation of unilocular lipid droplets. J Clin Invest, 118, 2808-2821 (2008)
  22. Urahama Y, Ohsaki Y, Fujita Y, Maruyama S, Yuzawa Y, Matsuo S, Fujimoto T. Lipid droplet-associated proteins protect renal tubular cells from fatty acid-induced apoptosis. Am J Pathol, 173, 1286-1294 (2008)
  23. Kurahashi M, Niwa Y, Cheng J, Ohsaki Y, Fujita A, Goto, H, Fujimoto T, Torihashi S. Platelet-derived growth factor signals play critical roles in differentiation of longitudinal smooth muscle cells in mouse embryonic gut. Neurogastroenterol Motil, 20, 521-531 (2008)
  24. Fujimoto T, Ohsaki Y, Cheng J, Suzuki M, Shinohara Y. Lipid droplets: a classic organelle with a new outfit. Histochem Cell Biol, 136, 263-279 (2008)
  25. Fujita A et al. Gangliosides GM1 and GM3 in the living cell membrane form clusters susceptible to cholesterol depletion and chilling. Mol. Biol. Cell 18: 2812-2822 (2007)
  26. Ohsaki Y et al. Cytoplasmic lipid droplets are sites of convergence of proteasomal and autophagic degradation of apolipoprotein B. Mol. Biol. Cell 17: 2674-2683 (2006)
  27. Ozeki S et al. Rab18 localizes to lipid droplets and induces their close apposition to the endoplasmic reticulum-derived membrane. J. Cell Sci. 118: 2601-2611 (2005)
  28. Nomura R et al. Human coronavirus 229E binds to CD13 in raft and enters the cell through caveolae. J. Virol. 78: 8701-8708 (2004)
  29. Kogo H et al. Cell type-specific occurrence of caveolin-1alpha and -1beta in the lung caused by expression of distinct mRNAs. J. Biol. Chem. 279: 25574-25581 (2004)
  30. Tauchi-Sato K et al. The surface of lipid droplets is a phospholipid monolayer with a unique fatty acid composition. J. Biol. Chem. 277: 44507-44512 (2002)
  31. Torihashi S et al. Calcium oscillation linked to pacemaking of interstitial cell of Cajal; requirement of calcium influx and localisation of TRP4 in caveolae. J. Biol. Chem. 277: 19191-19197 (2002)
  32. Fujimoto T et al. Caveolin-2 is targeted to lipid droplets, a new ‘membrane domain’ in the cell. J. Cell Biol. 152: 1079-1085 (2001)
  33. Fujimoto T et al. Isoforms of caveolin-1 and caveolar structure. J. Cell Sci. 113: 3509-3517 (2000)
  34. Nomura R et al. Tyrosine phosphorylated caveolin-1: immunolocalization and molecular characterization. Mol. Biol. Cell 10: 975-986 (1999)
  35. Isshiki M et al. Endothelial Ca2+ waves preferentially originate at specific loci in caveolin-rich cell edges. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 95: 5009-5014 (1998)
  36. Saitou M et al. Occludin-deficient embryonic stem cells can differentiate into polarized epithelial cells bearing well-developed tight junctions. J. Cell Biol. 141: 397-408 (1998)
  37. Yamamoto-Hino M et al. Apical vesicles bearing inositol 1,4,5-trisphosphate receptors in the Ca2+ initiation site of ductal epithelium of submandibular gland. J. Cell Biol. 141: 135-142 (1998)
  38. Fujimoto K et al. Transmembrane phospholipid distribution revealed by freeze-fracture replica labeling. J. Cell Sci. 109: 2453-2460 (1996)
  39. Fujimoto T et al. Inositol 1,4,5-trisphosphate receptor-like protein in plasmalemmal caveolae is linked to actin filaments. J. Cell Sci. 108: 7-15 (1995)
  40. Fujimoto T. Calcium pump of the plasma membrane is localized in caveolae. J. Cell Biol. 120: 1147-1157 (1993)
  41. Fujimoto T et al. Localization of inositol 1,4,5-trisphosphate receptor-like protein in plasmalemmal caveolae. J. Cell Biol. 119: 1507-1513 (1992)
  42. Fujimoto T et al. Fodrin in the human polymorphonuclear leucocyte: redistribution induced by the chemotactic peptide. J. Cell Sci. 96: 477-484 (1990)
  43. Fujimoto T et al. Immunocytochemical studies of endothelial cells in vivo. I. The presence of desmin only, or of desmin plus vimentin, or vimentin only, in the endothelial cells of different capillaries of the adult chicken. J. Cell Biol. 103: 2775-2786 (1986)

受賞

1988年 Young Investigator Award
(The 8th International Congress on Histochemistry and Cytochemistry)
1996年 日本電子顕微鏡学会賞(瀬藤賞)(日本電子顕微鏡学会)

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