核には細胞膜や細胞質とは異なったイノシトールリン脂質(PI)シグナル系が存在する。特にホスファチジルイノシトール二リン酸(PIP₂)の核内における分布と量的変化は、細胞分裂、分化、細胞死などの諸現象と密接に関係していると考えられている。我々はPIP₂の分解酵素であるホスホリパーゼC(PLC)δ1が細胞質と核内との間を行き来することを報告してきたが、今回、核内に蓄積するためのシグナルについて検討した。

　種々の培養細胞を使用して、GFP-PLCδ₁および内在性PLCδ₁の細胞内分布の解析を行った。PLCδ₁は無刺激状態では細胞膜と細胞質に分布するが、Ca²⁺イオノホアなど細胞内Ca²⁺濃度の急激な上昇を伴う薬剤処理により、核内に移行した。この際、PLCδ₁はインポーチンαに結合することなく直接インポーチンβと結合し、この複合体形成と核内移行にはPLCδ₁の活性中心へのCa²⁺結合が必要であった。さらにラット海馬由来神経初代培養細胞を用いた実験系で、上記薬剤処理による急激なCa²⁺濃度上昇や高グルタミン酸添加による虚血性神経細胞死誘導に伴ってPLCδ₁の核内移行が観察された(右図参照)。また、これらのストレス誘導細胞死の前段階である核収縮にPLCδ₁活性が関与することが明らかになった。

　さらにPLCδ₁遺伝子ノックアウトマウスの胎性線維芽細胞を用いて、PLCδ₁遺伝子再導入による細胞増殖に対する影響を調べたところ、対照細胞であるGFPのみを発現させた細胞と比較して、GFP-PLCδ₁あるいは核標的化GFP-PLCδ₁を発現させた細胞で増殖が抑制されることが判明した。

　これらの結果は、これまでに報告されている細胞株におけるPLCδ₁遺伝子ノックダウン実験の結果とは異なり、PLCδ₁の核移行が増殖抑制あるいは細胞死の前段階として働く場合があることを示唆している。

発表論文リスト：

1. Okada M. et al.: Calcium fluxes cause the nuclear shrinkage and translocation of phospholipase C δ₁ into the nucleus. (submitted)
2. Kawai, K. et al.: START-GAP2/DLC2 is localized in focal adhesions via its N-terminal region. Biochem. Biophys. Res. Commun (in press)
3. Kawai, K. et al.: Focal adhesion-localization of START-GAP1/DLC1 is essential for cell motility and morphology. Genes Cells (in press)
4. Yamaga, M. et al.: Recruitment and activation of phospholipase C (PLC)-δ₁ in lipid rafts by muscarinic stimulation of PC12 cells: Contribution of p122RhoGAP/DLC1, a tumor-suppressing PLCδ₁ binding protein.Adv. Enzyme Regul., 48: 41-54(2008)
5. Kawai, K. et al.: START-GAP3/DLC3 is a GAP for RhoA and Cdc42 and is localized in focal adhesions regulating cell morphology. Biochem. Biophys. Res. Commun., 364: 783-789 (2007)
6. Matsuura, D. et al.: Lipid components in the detergent-resistant membrane microdomain (DRM) obtained from the synaptic plasma membrane of rat brain. Neurosci. Lett., 423: 158-161 (2007)
7. Uekama, N. et al.: Phosphatidylserine induces functional and structural alterations of the membrane-associated PH domain of phospholipase C-δ₁. FEBS J., 274: 177-187 (2007)