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先天性筋ジストロフィーに関与する機能性糖鎖の構造とその生物学的役割に関する研究

Research Project

Project/Area Number 13J02038
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Pathological medical chemistry
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中川 直樹  京都大学, 大学院医学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2013 – 2014
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords先天性筋ジストロフィー / 糖鎖修飾 / α-ジストログリカン / HNK-1ST / AGO61 / II型滑脳症 / LewisX抗原 / O-マンノース型糖鎖 / LARGE
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、先天性筋ジストロフィー発症機構の理解に必須であるα-DG糖鎖修飾機構の解明を課題としている。本年度中に得られた結果は以下の通りである。
ラミニン結合モチーフであるポストリン酸糖鎖の付加部位を一カ所しか持たないα-DGのドメイン欠損変異体Δmucinl-Fcを用いて、HNK-1STがα-DG上に合成する硫酸化糖鎖の構造解析を共同研究者の協力のもと行った。ポストリン酸糖鎖の基礎構造となるリン酸化三糖[GalNacβ1-3GlcNAcβ1-4(P-6)Man]を検出したが、本年度中にはリン酸基の末端側の修飾構造や硫酸基の検出には至らず、実験系の改善が必要であると考えられた。
AGO61遺伝子欠損マウスを先天性筋ジストロフィーの病態モデルとして使用し、本疾患で生じるII型滑脳症の病態発症機構の解明を試みた。マウス胎児脳の免疫組織学的解析の結果、脳表面の基底膜の破綻は、胎生11.5日齢(E11.5)の時期に、興奮性神経細胞ではなく、より早期に発生するカハールレチウス細胞とsubplate neuronによる異所性の細胞塊形成が原因で生じることが明らかとなった。子宮内電気穿孔法により興奮性神経細胞をGFPで標識し、移動中の形態を観察した結果、AGO61遺伝子欠損マウス脳の神経細胞では、正常な双極性の形態がみられず、移動の方向にも異常をきたしていた。上記の知見は、先天性筋ジストロフィーで併発するII型滑脳症の病態解明に貢献する重要な知見である。
上記の研究と並行して、Lewis X糖鎖抗原の神経系における発現制御機構を解析した。マウス脳において、Lewis X抗原はO-マンノース型糖鎖上に存在し、その主要なキャリアタンパク質は受容体型フォスファターゼRPTPβとそのスプライシングバリアントphosphacanであることを見出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

硫酸化糖鎖の構造解析が達成できていないが、AGO61遺伝子欠損マウスの解析では、先天性筋ジストロフィーで併発するII型滑脳症の病態発症機構の解明に貢献する知見を得て、論文を投稿するまでに進展したことから、おおむね順調に進展したと評価した。

Strategy for Future Research Activity

Δmucin1-Fcを用いた糖鎖構造解析について、ポストリン酸糖鎖の修飾を受けたα-DGを濃縮するような前処理を施すなど実験系を改善して引き続き行い、HNK-1STが合成する硫酸化糖鎖の構造を決定するとともに、α-DGのラミニン結合モチーフであるポストリン酸糖鎖の全体構造の解明に取り組む。
先天性筋ジストロフィーにおけるII型滑脳症の分子病態解明に貢献するため、基底膜の破綻によって、興奮性神経細胞の移動形態や移動方向に異常が生じる分子メカニズムについて詳細な解析を行う。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) Book (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Major glycan structure underlying expression of the Lewis X epitope in the developing brain is O-mannose-linked glycans on phosphacan/RPTPβ2015

    • Author(s)
      Shohei Yaji, Hiroshi Manya, Naoki Nakagawa, Hiromu Take matsu, Tamao Endo, Reiji Kannagi, Toru Yoshihara, Masahide Asano, Shogo Oka
    • Journal Title

      Glycobiology

      Volume: 25 Issue: 4 Pages: 376-385

    • DOI

      10.1093/glycob/cwu118

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] AGO61-dependent GlcNAc modification primes the formation of funct ional glycans on α-dystroglycan2013

    • Author(s)
      Hirokazu Yagi, Naoki Nakagaw a, Takuya Saito, Hiroshi Kiyon ari, Takaya Abe, Tatsushi Toda, Sz-Wei Wu, Kay-Hooi Khoo, Shogo Oka, Koichi Kato
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 3巻 Pages: 3288-3288

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] HNK-1 sulfotransferase-dependent sulfation regulating laminin-binding glycans occurs in the Rost-phosphoryl moiety on α-dystroglycan2013

    • Author(s)
      Naoki Nakagawa, Hiromu Take matsu, Shogo Oka
    • Journal Title

      Glycobiology

      Volume: 23巻 Pages: 1066-1071

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] AGO61, a causative gene for dystroglycanopathy, is required for the maintenance of the basement membrane integrity and neuronal migration2014

    • Author(s)
      Naoki Nakagawa, Hirokazu Yagi, Koichi Kato, Shogo Oka
    • Organizer
      Neuroscience 2014
    • Place of Presentation
      Washington DC, USA
    • Year and Date
      2014-11-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経系に発現するLewis X 抗原のキャリアタンパク質および生合成酵素の解析2014

    • Author(s)
      中川直樹、萬谷博、家治翔平、竹松弘、遠藤玉夫、神奈木玲児、吉原亨、浅野雅秀、岡昌吾
    • Organizer
      第33回 日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋市
    • Year and Date
      2014-08-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Role of AGO61, a causative gene for dystroglycanopathy, in the cortical development2014

    • Author(s)
      Naoki Nakagawa, Hirokazu Yagi, Koichi Kato, Shogo Oka
    • Organizer
      International Symposium on Glyco-Neuroscience
    • Place of Presentation
      淡路夢舞台(兵庫県)
    • Year and Date
      2014-01-09
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] HNK-1 sulfotransferaseとLARGEによる競合的なα-ジストログリカンの糖鎖付加制御2013

    • Author(s)
      中川直樹、竹松 弘、岡 昌吾
    • Organizer
      第86回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • Year and Date
      2013-09-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Book] Glycoscience : Biology and Medicine (Taniguchi, N., Endo, T., Hart, G. W., Seeberger, P. H., and Wong, C. H., eds)2015

    • Author(s)
      Naoki Nakagawa, Shogo Oka
    • Total Pages
      1568
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] 実験医学増刊 第三の生命鎖 糖鎖の機能と疾患2013

    • Author(s)
      中川直樹、岡 昌吾
    • Total Pages
      225
    • Publisher
      羊土社
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 岡研究室ホームページ

    • URL

      http://oka-lab.hs.med.kyoto-u.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 岡研究室ホームページ

    • URL

      http://oka-lab.hs.med.kyoto-u.ac.jp/index.html

    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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