ラフト（脂質ラフト）
脂質ラフトは、スフィンゴ糖脂質、コレステロール、タンパク質が集合し、細胞膜に安定化されたものである。
脂質ラフトは、脂質二重層、コレステロール、スフィンゴ糖脂質で構成されている。これら3つの成分は自ら集合し、高度に秩序化されたマイクロドメインを形成する。これらの構造を構成する脂質成分は、ヒドロキシル化したセラミドを骨格とする長鎖炭化水素に富んでいる。
脂質は、二重膜のリーフレット間で非対称に分布するだけでなく、単一のリーフレット内でも非対称に分布する。特定の脂質がリーフレット内に集まって脂質「ラフト」を形成することがあるが、これは二重層の1つのリーフレット内で脂質が横方向に相分離した結果だと考えられる。
相分離とは脂質二重膜を構成するリン脂質が特定の条件下で水と油が分離するのと同じ現象で均一に混じり合わずにドメインと呼ばれる構造を取ることをいう。一般に低温では相分離が起こりやすい。相分離のパターンは以下のとおりである。
- 液体秩序（Liquid-disordered; Ld）：コレステロールに富む
- 液体無秩序（Liquid-ordered; Lo）：不飽和脂質に富む
- 固体秩序(Solid-ordered; So)：飽和脂質に富む
カルシウムのような2価の陽イオンは、負に帯電したphospholipidに結合することができるため、ラフト（筏）を形成させ、二重層のリーフトレット内で横方向の非対称性を生じさせる。
ラフトにはコレステロールや飽和脂肪酸を含む脂質、特にスフィンゴ脂質が豊富に含まれているが、これはパッキングが強化され、流動性が低下する領域につながると考えられる。コレステロールは、大きなヘッドグループを持つ脂質で作られた空間でパッキングを安定させる。
コレステロールは、脂質ラフトの形成において重要な役割を果たしていると思われる。コレステロールは平面的で柔軟性がないため、飽和脂肪酸鎖とのパッキングがうまくいき、脂肪酸鎖を伸長させて、すべてのメチレン基が反発する低エネルギーのジグザグ構造を形成させることができる。コレステロールに富んだリピドラフトは、周囲の無秩序な相（Ld）と比較して、より秩序のある脂質相（Lo）となる。
ラフトはタンパク質のような他の生体分子と結合したり、結合を排除したりする。タンパク質の中には、カルボキシ末端にグリコシルホスホイノシトール（GPI）基を持つ化学修飾されたものがある。このホスホイノシトールPI基は、膜に挿入され、タンパク質を二重層に固定することができる。タンパク質はラフト形成を誘導する。脂質ラフトには、GPI基を持つタンパク質が多く含まれている。
ラフトは、細胞が環境を感知して反応する仕組みにも関与している。細胞の外側にあるシグナル分子は、膜にある受容体タンパク質と結合することができる。受容体タンパク質の構造変化は、受容体がリガンドと結合したことを細胞内に伝える。リガンドが結合すると、受容体は膜内を移動し、コレステロールやスフィンゴ糖脂質を含む外側のリーフレットラフトに集まってくる。内側のリーフレットラフトも観察されている。
リピドラフトは細胞表面に存在するコレステロール豊富なドメインであり、通常、リピドラフトの凝集は特にTCRとリガンドである抗原のライゲーションで現れる。そしてT細胞が活性化され、抗原特異的な下流のシグナル伝達に必要な最適な免疫学的シナプスが形成される。
SLE発症マウスから分離したT細胞には、あらかじめ脂質ラフトが形成されており、脂質ラフトの凝集を促進するコレラ毒素を投与することで、ループスマウスのT細胞活性化を増幅させ、ループスの病態を悪化させることができる。また、コレステロール合成を阻害するスタチン系薬剤で脂質ラフトを破壊することで、病気の発症を遅らせることができる。
この記事の著者：仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号
プロフィール
この記事の筆者：仲田洋美（医師）
