内因性ストレス応答における脂肪細胞と肝細胞のシグナル伝達機構を解明(Adipocyte-Hepatocyte Signaling Mechanism Uncovered in Endoplasmic Reticulum Stress Response)

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2025-04-01 中国科学院(CAS)

内因性ストレス応答における脂肪細胞と肝細胞のシグナル伝達機構を解明(Adipocyte-Hepatocyte Signaling Mechanism Uncovered in Endoplasmic Reticulum Stress Response)Proposed model showing adipocytes underling ERS secrete ASM to generate ceramide which is transported via HDL. This process reduces membrane fluidity, impairs SERCA activity, disrupts calcium homeostasis, and thereby activates the UPR. (Image by HUO Yazhen)

中国科学院生物物理研究所のWANG Likun教授率いる研究チームは、エンドプラズミックレティキュラム(ER)ストレス下の脂肪細胞(アディポサイト)が、スフィンゴミエリン(SM)を加水分解する酵素である酸性スフィンゴミエリナーゼ(ASM)を分泌し、これにより生成されたセラミド(Cer)が高密度リポタンパク質(HDL)を介して肝細胞(ヘパトサイト)に運ばれ、肝細胞の膜流動性を低下させ、UPR(アンフォールドプロテインレスポンス)を活性化することを明らかにしました。さらに、外因性のSM補給がCerによる膜流動性の変化とUPR活性化を効果的に逆転させることも示され、脂質代謝のバランスが細胞の恒常性維持に重要であることが示唆されました。これらの発見は、代謝性疾患における臓器間のクロストークの新たな理解を提供し、脂質代謝を標的とした治療戦略の可能性を示しています。

<関連情報>

セラミドは膜流動性を調節することによって小胞体ストレスの細胞間伝達を媒介する
Ceramide mediates cell-to-cell ER stress transmission by modulating membrane fluidity

Yazhen Huo,Xinlu Liu,Chen Lu,Tao Li,Zaili Yang,Fenfen Xu,Si Chen,Kailin Yin,Likun Wang
Journal of Cell Biology  Published:March 26 2025
DOI:https://doi.org/10.1083/jcb.202405060

Under endoplasmic reticulum (ER) stress (ERS), cells initiate the unfolded protein response (UPR) to maintain ER homeostasis. Recent studies revealed ERS transmission between cells and tissues, by activating the cell-nonautonomous UPR in cells that do not experience ERS directly. Here, we report that ERS triggers a rapid release of ceramide independent of the UPR, but requiring the acid sphingomyelinase activity. Carried by lipoproteins, ceramide is delivered to receiving cells to induce the UPR and regulate cell functions at multiple aspects, including lipid accumulation, cell death, and cytokine production. Mechanistically, extracellular ceramide stimulates ceramide synthesis at the transcription level in receiving cells, leading to ceramide accumulation in the ER so as to reduce membrane fluidity to disrupt ER calcium homeostasis, thus activating the UPR. Sphingomyelin counterbalanced the effect of ceramide. UPR induction is the frontline response to protect cells from ceramide insult. Our study suggests ceramide-mediated ERS transmission as a universal cell–cell communication model regulating a wide range of physiological events.

医療・健康
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