糖鎖と増殖・分化

• Project/Area Number: 05274106
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Hokkaido University (1994-1996); Jichi Medical University (1993)
• Principal Investigator: 斎藤 政樹 (斉藤 政樹) 北海道大学, 医学部, 教授 (60012762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田井 直 東京都臨床医学総合研究所, 室長 (70112092) ; 山形 達也 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (10251654) ; 佐内 豊 東京都臨床医学総合研究所, 室長 (40150289) ; 平林 義雄 理化学研究所, 国際フロンティア, 主任研究員 (90106435) ; 星 元紀 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (20012411) ; 高崎 誠一 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (80112093) ; 古川 清 東京大学医科学研究所, 助手 (10190133) ; 辻 崇一 理化学研究所国際フロンティア, 主任研究員 (90124677)
• Project Period (FY): 1993 – 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥202,400,000 (Direct Cost: ¥202,400,000); Fiscal Year 1996: ¥41,200,000 (Direct Cost: ¥41,200,000); Fiscal Year 1995: ¥42,000,000 (Direct Cost: ¥42,000,000); Fiscal Year 1994: ¥44,200,000 (Direct Cost: ¥44,200,000); Fiscal Year 1993: ¥75,000,000 (Direct Cost: ¥75,000,000)
• Keywords: 糖転移酵素 / 糖鎖コア構造 / 受精先体反応 / ガングリオシドM5 / アセチルCoAトランスポーターアセチル / GD3合成酵素 / ガングリオシド抗体 / スフィンゴ脂質合成阻害剤 / グルコシル転移酵素 / 糖鎖末端ガラクトース / 細胞増殖因子IL-3 / アセチル転移酵素 / ARIS硫酸化糖鎖構造 / シアル酸転移酵素 / 糖蛋白糖鎖末端シアル酸 / 精子受容体活性 / 糖脂質の末端シアル酸化 / GM3合成酵素 / GM1合成酵素 / 糖脂質完全欠損ミュータント細胞 / 癌関連糖脂質 / インターロイキン3 / ポリシアロガングリオシド / グリア系細胞 / カルモジュリン依存性酵素 / N-アセチルガラクトサミニル化 / リン作動性ニユーロン特異的ガングリオシド

Research Abstract

本研究では、本年度は主として以下の研究成果を得た:(1)血球系の増殖・分化制御に関わる生物活性を担う糖脂質糖鎖の生合成においては、最終ステップの糖転移酵素や中間代謝に与える糖転移酵素群よりも、コア構造の振分けに与る糖転移酵素がダイナミックにコントロールされ、最終産物発現が制御されていることを実証した。今年度はヒトBリンパ球において、sialyl-Le^x構造発現とこれを介した細胞接着がコア構造生合成に与る糖転移酵素Core2 GlcNAc transferase (C2GnT)によって制御されていることを示した(斎藤)。(2)ヒトデ卵ゼリー層中の先体反応誘起物質の糖鎖構造を解明し、精子頭部の受容体の単離を追求している。ウニ卵のガングリオシド含量は高く、ガングリオシドM5が主要成分である。ウニ胚発生に伴いM5等の含量は殆ど変化しないが、遊泳胞胚では小胞体、卵黄顆粒以外に、細胞外マトリックスにもM5が存在していることを明らかにし、ガングリオシドが形態形成なども寄与していることを示唆した(星)。(3)スフィンゴ脂質阻害剤による神経系ガングリオシドの機能解析、アセチルCoAトランスポーターの遺伝子単離、スフィンゴ脂質合成変異株による機能解析を行った(平林)。(4)ガングリオシドGD3発生に伴う発現の変化が、少なくともGD3合成酵素遺伝子の発現レベルによって制御を受けていること、神経分化にともなうGD3合成酵素活性の増加はレチノイン酸によるGD3合成酵素遺伝子の誘導によると考えられること、癌遺伝子srcファミリーのチロシンキナーゼLynがガングリオシドによる神経分化のシグナル伝達に関わっている可能性、等を示した(佐内)。(5)ラット小脳形成期において時間的に厳密な制御を受けてい0-アセチルジジアロガングリオシド発現に与える0-Ac-GD3合成酵素のcDNAクローニングに成功した。系統的に作製してガングリオシド抗体応用の一環として、初代培養神経細胞における糖脂質糖鎖の機能解析を試みた(田井)。

Research Products

• [Publications] Saito. M,: "Purification and Characterization of Heparan Sulfate 2-Sulfotransferase from Cultured Chinese Hamster Ovary Cells" J. Biol. Chem.271. 7645-7653 (1996)
• [Publications] Saito M: "Interleukin-3-associated ganglioside GDla is induced independently of normal interleukin-3 receptor in murine myelogenous leukaemia NFS60 cells transfected with the interleukin-3 gene" Glycoconjugate J.13. 255-261 (1996)
• [Publications] Hirabayashi Y: "Complate Removal of sphingolipids from the plasma membrane disrupts cell to substratum adhension of mouse melanoma cells." J. Biol. Chem. 271. 14636-14641 (1996)
• [Publications] Sanai Y: "Acceptor substrate spesificity of a cloned GD3 Synthase that catalyzes the biosynthesis of both GD3 and GD1c/GT1a/GQ1b." Eur. J. Biochem.,. 238. 647-652 (1996)
• [Publications] Yamamura T: "Synthesis of amphiphilic lactosides that possess a lactosylceramide-mimicking N-acyl structure : alternative universal substrates for ando-type glycosylceramidases." Carbohydrate Res.289. 193-199 (1996)
• [Publications] Tai T: "Cloning and expression of cDNA for o-acetylation of GD3 Ganglioside." Biochem. Biophys Res. Commun.225. 932-938 (1996)
• [Publications] 斎藤政樹: "医科分子生物学改訂第3版(松村正實、谷口維紹編集)" 南江堂, 501 (1997)
• [Publications] Tsunoda A, Nakamura M, Kirito K, Hara K, Saito M: "IL-3-associated Expression of Gangliosides in Mouse Myelogenous Leukemia NFS60 Cells Introduced with IL-3 Gene:Expression of Ganglioside GDla and A Key Involvement of CMP-NeuAc:Lactosylceramide α 2,6-Sialyltransferase in GDla Expression." Biochemistry. 34. 9356-9367 (1995)
• [Publications] Terui Y, Furukawa Y, Ohta M, Sakoe K, Kitagawa S, Saito M: "Apoptosis during HL-60 Cell Differentiation is Closely Related to a G0/G1 Cell Cycle Arrest." J.Cell.Physiol. 164. 74-84 (1995)
• [Publications] Sase I, Okinaga T, Hoshi M, G.W.Feigenson, Kinoshita K,: "Regulatory Wechanisms of the Acrosome Reaction Revealed by Multiview Microscopy of Single Starfish Sperm." J.Cell.Biol.131. 963-973 (1995)
• [Publications] Li J., Ito M, Zhang G, Yamagata T,: "The hydrolysis of cell surfase glycoshingolipids by endoglycoceramidase reduces EGF receptor phosphorylation in A431" Glycobiology.5. 343-350 (1995)
• [Publications] Ogasawara H, Kusui K, Takasaki S,: "Role of terminal galactose residues in N-linked sugar chains of sheep erythrocyte membrance glycoproteins in rosette formation with T lymphocytes." Immunol.48. 35-38 (1995)
• [Publications] Hara-Yokoyama M, Hirabayashi Y, Irie F, Syuto B, Moriishi K, Sugiya H, Furuyama S,: "Identification of Gangliosides as Inhibitors of ADP-ribosyltransferases of Pertussis Toxin and Exoenzyme C3 from Clostridium botulinum." J.Biol.Chem.270. 8115-8121 (1995)
• [Publications] 斎藤政樹: "「癌細胞の分化誘導とアポトーシス-癌分 化誘導療法」(穂積本男、斎藤政樹、佐藤光信 編)" 共立出版(株)(東京), 257 (1995)
• [Publications] 斎藤政樹: "ガングリオシド研究法I,II-生物化学実験法35(鈴木康夫、安藤進編著)" (株)学会出版センター, 521 (1995)
• [Publications] Sakai T,Kawakatsu H,Ohta M,Saito M: "Tenascin Induction in Tenascin Non-producing Carcinoma Cell Lines in Vivo and by TGF-β1 in Vitro." J.Cell.Physiol.159. 561-572 (1994)
• [Publications] Hoshi M,Takizawa S,Hirohash N: "Glycosidases,Proteases and Ascidian Fertilization." Seminars Dev.Biol.5. 201-208 (1994)
• [Publications] Ichikawa S,Nakajyo S,Sakiyama H,Hirabayashi Y: "A mouse melanoma mutant deficient in glycolipids." Proc.Natl.Acad Sci.USA.91. 2703-2707 (1994)
• [Publications] Furukawa Y,Ohta M,Terui Y,Sakoe K,Kitagawa S,Saito M: "The Role of Cellular Transcription Factor E2F in the Regulation of cdc2 mRNA Expression and Cell Cycle Control of Human Hematopoietic Cells." J.Biol.Chem.269. 26249-26258 (1994)
• [Publications] Nara K,Watanabe Y,Maruyama K,Kasahara K,Nagai,Y, Sanai Y: "Expression cloning of a CMP-NeuAc:NeuAsα2,3Gal β1,4Glcβ1,1'Cer α2,8-sialyltransferase(GD3 Synthase)from human melanoma cells." Proc.Natl.Acad Sci.USA.91. 7952-7956 (1994)
• [Publications] Kotani M,Kawashima I,Ozawa H,Ogura K,Ariga T,Tai T: "Generation of one set of murine monoclonal antibodies specific for globo-series glycolipids:Evidence for differential distribution of glycolipids in rat small intestine." Arch,Biochem.Biophys.310. 89-96 (1994)
• [Publications] 斎藤政樹: "糖鎖 I.糖鎖と生命(永井克孝、斎藤政樹、谷口直之、鈴木明身ら編著) 第I部 糖鎖は増殖と分化をコントロールする" 東京化学同人(東京), 30 (1994)
• [Publications] 斎藤政樹: "エイジングの科学-21世紀の老化研究(積田 亨編)(現代化学増刊)" 東京化学同人(東京), 28 (1994)
• [Publications] Sakai,T.,Kawakatsu,H.,Hitota,N.,et al.: "Tenascin Expression in vitro and in vivo: Comparison between Epithelial and Nonepithelial Rat Cell,Lines." Exp.Cell Res.206. 244-254 (1993)
• [Publications] Ogiso,M.,et al.: "Characterization of neutral glycosphingoligpids in human cataractous lens." J.Biol.Chem.268. 13242-13247 (1993)
• [Publications] Ito,M.,et al.: "Kinetics of endoglycoceramidase action toward cell-surface giyco sphingolipids of eryhrooytes." Eur.J.Bioehem.218. 645-649 (1993)
• [Publications] Nkata,N.,et al.:"Structural study of the sugar chains of CD36 purified from bovine mammary epithelisl cells-Occurrence of novel hybrid-type sugar chains containing the Neu5Aealpha2→6GalNAebeta1→4GlcNAc and the Manalpha1→3Manalpha 1→Manalpha1→6 Mar groups." Biochemistry.32. 4369-4389 (1993)
• [Publications] Hidari,KIPJ,et al.:"A novel ganglioside with free amino grup in bovine brain." Biochem.J.296. 259-263 (1993)
• [Publications] Kotani,M.,et al.:"Differentinal distribution of major gangliosides in the rat central nervous system detected by specific monoclonal antibodies." Glycobiology.:. 3. 137-146 (1993)
• [Publications] Lee,Y-C,et al.:"Molecular cloning and expression of Galbeta1,3GalNAcalpha2,3-sialylt.ransferase from mouse brain" Eur.J.Biochem.,. 21. 377-385 (1993)