Degradation of glycosaminoglycans in cerebral infarction

• Project/Area Number: 15K08068
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Medical pharmacy
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Higashi Kyohei 千葉大学, 大学院薬学研究院, 助教 (10463829)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): Toida Toshihiko 千葉大学, 大学院薬学研究院, 教授 (60163945) ; IGARASHI Kazuei 千葉大学, 大学院薬学研究院, 名誉教授研究 (60089597) ; FURIHATA Tomomi 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (80401008)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2015: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 糖衣 / ヘパラン硫酸 / コンドロイチン硫酸 / 脳梗塞 / 酸化ストレス / アクロレイン / ヘパラナーゼ / ヒアルロニダーゼ / ヘパリン / MMP9 / 脳虚血

Outline of Final Research Achievements

In this study, we observed that heparan sulfate (HS) and chondroitin sulfate (CS) were degraded in ischemic brain lesion. In addition, increased level of heparanase 1 (HPSE1), hyaluronidase (HYAL1) and HYAL4 were observed. When low molecular weight of heparin and CS together with N-acetylcysteine (NAC), a free radical scavenger were administrated to photochemically induced thrombosis model mice, infarct area was decreased compared with NAC only group. These results suggest that not only oxidative stress but also degradation of HS and CS in glycocalyx of endothelial cells are important for the ischemic brain infarction.

Research Products

• [Journal Article] Reduction of Spermidine Content Resulting from Inactivation of Two Arginine Decarboxylases Increases Biofilm Formation in Synechocystis sp. PCC 6803 (2018)
  • Author(s): Kota Kera, Tatsuya Nagayama, Kei Nanatani, Chika Saeki-Yamoto, Akira Tominaga, Satoshi Souma, Nozomi Miura, Kota Takeda, Syunsuke Kayamori, Eiji Ando, Kyohei Higashi, Kazuei Igarashi and Nobuyuki Uozumi
  • Journal Title: Journal of Bacteriology Volume: 9 Issue: 9 Pages: 664-706
  • DOI: 10.1128/jb.00664-17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comprehensive analysis of glycosaminoglycans from the edible shellfish. (2018)
  • Author(s): Okamoto Y, Higashi K, Linhardt RJ, Toida T.
  • Journal Title: Carbohydr. Polym. Volume: 184 Pages: 269-276
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2017.12.076
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sequencing the Dermatan Sulfate Chain of Decorin. (2017)
  • Author(s): Yu Y, Duan J, Leach FE 3rd, Toida T, Higashi K, Zhang H, Zhang F, Amster IJ, Linhardt RJ.
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc. Volume: 139 Issue: 46 Pages: 16986-16995
  • DOI: 10.1021/jacs.7b10164
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Determination of 3-hydroxypropylmercapturic acid in urine by three column-switching high-performance liquid chromatography with electrochemical detection using a diamond electrode. (2017)
  • Author(s): Higashi K, Shibasaki M, Kuni K, Uemura T, Waragai M, Uemura K, Igarashi K, Toida T.
  • Journal Title: J. Chromatogr. A Volume: 1517 Pages: 79-85
  • DOI: 10.1016/j.chroma.2017.08.030
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heparan Sulfate Alterations in Extracellular Matrix Structures and FGF-2 Signaling Impairment in the Aged Neurogenic Niche. (2017)
  • Author(s): Yamada T, Kerever A, Yoshimura Y, Suzuki Y, Nonaka R, Higashi K, Toida T, Mercier F, Arikawa-Hirasawa E.
  • Journal Title: J Neurochem. Volume: 142 Issue: 4 Pages: 534-544
  • DOI: 10.1111/jnc.14081
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of the Partially Methylated Alditol Acetates Derived from CS Tetrasaccharides Containing Galactose for the Gas Chromatography/Mass Spectrometry Analysis. (2017)
  • Author(s): Higashi K, Toida T.
  • Journal Title: Bio. Protoc. Volume: - Issue: 21
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.2600
• [Journal Article] Isolation of Keratan Sulfate Disaccharide-branched Chondroitin Sulfate E from Mactra chinensis. (2017)
  • Author(s): Higashi K, Toida T.
  • Journal Title: Bio. Protoc. Volume: - Issue: 15
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.2441
• [Journal Article] 天然物由来コンドロイチン硫酸の網羅的解析 (2017)
  • Author(s): 東恭平, 戸井田敏彦
  • Journal Title: Foods& Food Ingredients J. Jpn. Volume: 222 Pages: 19-26
  • NAID: 40021105436
• [Journal Article] 硬骨魚類スズキ (Lateolabrax japonicas)に含まれるコンドロイチン硫酸の二糖組成解析 (2017)
  • Author(s): 東恭平, 今村正隆, 岡本悠佑, 戸井田敏彦.
  • Journal Title: 応用糖質科学 Volume: in press
  • NAID: 40021218331
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A novel putrescine exporter SapBCDF of Escherichia coli. (2016)
  • Author(s): Y. Sugiyama, A. Nakamura, M. Matsumoto, A. Kanbe, H. Suzuki, M. Sakanaka, K. Higashi, K. Igarashi, T. Katayama, and S. Kurihara.
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 291 Issue: 51 Pages: 26343-26351
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.762450
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of keratan sulfate disaccharide at C-3 position of glucuronate of chondroitin sulfate from Mactra chinensis. (2016)
  • Author(s): Higashi K, Takeda K, Mukuno A, Okamoto Y, Masuko S, Linhardt RJ, Toida T.
  • Journal Title: Biochem J. Volume: 473 Issue: 22 Pages: 4145-4158
  • DOI: 10.1042/bcj20160655
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Polyamines release the let-7b-mediated suppression of initiation codon recognition during the protein synthesis of EXT2. (2016)
  • Author(s): Imamura M, Higashi K, Yamaguchi K, Asakura K, Furihata T, Terui Y, Satake T, Maegawa J, Yasumura K, Ibuki A, Akase T, Nishimura K, Kashiwagi K, Linhardt RJ, Igarashi K, Toida T
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 6 Issue: 1 Pages: 33549-33549
  • DOI: 10.1038/srep33549
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Molecular mechanism underlying promiscuous polyamine recognition by spermidine acetyltransferase (2016)
  • Author(s): S. Sugiyama, S. Ishikawa, H. Tomitori, M. Niiyama, M. Hirose, Y. Miyazaki, K. Higashi, M. Murata, H. Adachi, K. Takano, S. Murakami, T. Inoue, Y. Mori, K. Kashiwagi, K. Igarashi, H. Matsumura
  • Journal Title: Int. J. Biochem. Cell Biol. Volume: 76 Pages: 87-97
  • DOI: 10.1016/j.biocel.2016.05.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Recent Progress in Analytical Methods for Determination of Urinary 3-Hydroxypropylmercapturic Acid, a Major Metabolite of Acrolein (2016)
  • Author(s): Higashi K, Igarashi K, Toida T.
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 39 Issue: 6 Pages: 915-919
  • DOI: 10.1248/bpb.b15-01022
  • NAID: 130005155127
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
• [Journal Article] Poly-ion complex of chondroitin sulfate and spermine and its effect on oral chondroitin sulfate bioavailability. (2016)
  • Author(s): Ge D, Higashi K, Ito D, Nagano K, Ishikawa R, Terui Y, Higashi K, Moribe K, Linhardt RJ and Toida T.
  • Journal Title: Chem. Pharm. Bull. Volume: in press
  • NAID: 130005148753
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Association between components of exudates and periwound moisture-associated dermatitis in breast cancer patients with malignant fungating wounds. (2016)
  • Author(s): Tamai N, Akase T, Minematsu T, Higashi K, Toida T, Igarashi K, Sanada H.
  • Journal Title: Biol. Res. Nurs. Volume: 18 Issue: 2 Pages: 199-206
  • DOI: 10.1177/1099800415594452
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional chondroitin sulfate from Enteroctopus dofleini containing a 3-O-sulfo glucuronic acid residue. (2015)
  • Author(s): Higashi K, Okamoto Y, Mukuno A, Wakai J, Hosoyama S, Linhardt RJ and Toida T.
  • Journal Title: Carbohydr. Polym. Volume: 134 Pages: 557-565
  • DOI: 10.1016/j.carbpol.2015.07.082
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Spermidine and Ca2+, but not Na+, can permeate NMDA receptors consisting of GluN1 and GluN2A or GluN2B in the presence of Mg2+. (2015)
  • Author(s): Hirose T, Saiki R, Yoshizawa Y, Imamura M, Higashi K, Ishii I, Toida T, Williams K, Kashiwagi K, Igarashi K.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 463 Issue: 4 Pages: 1190-1195
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.06.081
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 脳梗塞急性期におけるグリコサミノグリカン損傷機構の解明 (2018)
  • Author(s): 服部 奈津子, 東 恭平, 高 健太, 石川 涼太, 梅原 健太, 降幡 知巳, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第138年会 (金沢)
• [Presentation] 蛍光HPLCによる香粧品中アセチルヒアルロン酸およびヒアルロン酸の定量分析 (2018)
  • Author(s): 短田 優菜, 東 恭平, 安井 千晶, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第138年会 (金沢)
• [Presentation] ポリアミンとヘパリンの相互作用に基づくヘパリン徐放性製剤の創出. (2017)
  • Author(s): 伊藤 大地, 東 恭平, 葛 丹, 照井 祐介, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] ポリアミンによるグリコサミノグリカン合成調節機構の解明. (2017)
  • Author(s): 今村 正隆, 東 恭平, 山口 勝利, 朝倉 希里生, 降幡 知巳, 照井 祐介, 佐武 利彦, 前川 二郎, 安村 和則, 伊吹 愛, 赤瀬 智子, 西村 和洋, 柏木 敬子, Robert J.Linhardt, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] 脳梗塞急性期における糖衣分解機構の解明. (2017)
  • Author(s): 石川 涼太, 東 恭平, 服部 奈津子, 望月 龍, 今村 正隆, 伊藤 大地, 降幡 知己, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] 貝類に含まれるコンドロイチン硫酸の網羅的解析. (2017)
  • Author(s): 岡本 悠佑, 東 恭平, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] 加齢による脳 梗塞悪化とアクロレインの関係並びに新規脳保護薬の開発. (2017)
  • Author(s): 渡辺 健太, 植村 武史, 東 恭平, 小暮 紀行, 北島 満里子, 高山 廣光, 高尾 浩一, 杉田 義昭, 西村 和洋, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] ポリアミンによるコンドロイチン硫酸合成調節機構の解明 (2017)
  • Author(s): 朝倉 希里生, 東 恭平, 今村 正隆, 山口 勝利, 降幡 知巳, 西村 和洋, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第138年会 (金沢)
• [Presentation] メチレンブルーを用いた硫酸基含有グリコサミノグリカンの簡易定量法 (2017)
  • Author(s): 岡本 悠祐, 東 恭平, 真野 貴, 和田 竜哉, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本薬学会第138年会 (金沢)
• [Presentation] 硬骨魚類スズキ (Lateolabrax japonicas)に含まれるコンドロイチン硫酸の二糖組成解析. (2017)
  • Author(s): 東 恭平，今村 正隆，岡本 悠佑，戸井田 敏彦
  • Organizer: 第36回日本糖質学会年会 (旭川)
• [Presentation] 硬骨魚類スズキ (Lateolabrax japonicas)に含まれるコンドロイチン硫酸の二糖組成解析. (2017)
  • Author(s): 東 恭平，今村 正隆，岡本 悠佑，戸井田 敏彦
  • Organizer: 日本食品化学学会 第23回総会・学術大会 (志摩磯部)
• [Presentation] Polyamines reverse the RNA G-quadruplex mediated inhibition during the translation initiation of chondroitin synthase-1 (2017)
  • Author(s): Higashi K, Yamaguchi K, Imamura M, Asakura K, Furihata T, Nishimura K, Sakamoto T, Linhardt RJ, Igarashi K, and Toida T
  • Organizer: Gordon research conference on polyamines (Waterville Valley, NH, USA)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 天然物由来コンドロイチン硫酸の構造解析 (2017)
  • Author(s): 東 恭平
  • Organizer: 第5回大学連携研究設備ネットワーク研究成果報告会
  • Place of Presentation: 千葉大学西千葉キャンパス
  • Invited
• [Presentation] ポリアミンによるコンドロイチン硫酸合成調節機構の解明. (2016)
  • Author(s): 朝倉 希里生, 東 恭平, 今村 正隆, 山口 勝利, 降幡 知己, 西村 和洋, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] ケラタン硫酸二糖の枝分かれ構造を有するコンドロイチン硫酸の同定. (2016)
  • Author(s): 東 恭平, 武田 圭太, 向野 杏, 岡本 悠祐, Linhardt RJ, 戸井田 敏彦
  • Organizer: 第35回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 高知
  • Year and Date: 2016-09-01
• [Presentation] Polyamines release the let-7b-mediated suppression of initiation codon recognition during the protein synthesis of EXT2. (2016)
  • Author(s): Kyohei Higashi, Masataka Imamura, Katsutoshi Yamaguchi, Kiryu Asakura, Tomomi Furihata, Yusuke Terui, Toshihiko Satake, Jiro Maegawa, Kazunori Yasumura, Ai Ibuki, Tomoko Akase, Kazuhiro Nishimura, Keiko Kashiwagi, Robert J. Linhardt, Kazuei Igarashi & Toshihiko Toida.
  • Organizer: Gordon Research Conference (Proteoglycans)
  • Place of Presentation: Andover, NH, USA.
  • Year and Date: 2016-07-10
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 食品に含まれるコンドロイチン硫酸の解析並びにその生理活性に関する研究 (2016)
  • Author(s): 東 恭平
  • Organizer: 日本食品化学学会第22回総会・学術大会
  • Place of Presentation: 高知
  • Year and Date: 2016-06-02
  • Invited
• [Presentation] 脳梗塞急性期におけるヘパラン硫酸分解機構の解明. (2016)
  • Author(s): 石川 涼太, 東 恭平, 服部 奈津子, 降幡 知巳, 藤吉 正哉, 石井 伊都子, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦.
  • Organizer: 日本薬学会 第136年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] ポリアミンによるコンドロイチン硫酸合成調節機構の解明 (2016)
  • Author(s): 山口勝利, 東 恭平, 今村 正隆, 西村 和洋, 柏木 敬子, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦.
  • Organizer: 日本薬学会 第136年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 機能性食品含有プロテオグリカンおよびグリコサミノグリカンの分別定量. (2016)
  • Author(s): 岡本悠祐, 東 恭平, 真野 貴, 和田 竜哉, 戸井田 敏彦.
  • Organizer: 日本薬学会 第136年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] 急性期脳梗塞時におけるヘパラン硫酸分解機構の解明. (2016)
  • Author(s): 石川 涼太, 東 恭平, 服部 奈津子, 降幡 知巳, 藤吉 正哉, 石井 伊都子, 五十嵐 一衛, 戸井田 敏彦.
  • Organizer: 千葉大学リーディング研究育成プログラム「細胞間クロノ・コミュニケーション」 シンポジウム 「時間軸から迫る脳機能」
  • Place of Presentation: 千葉
  • Year and Date: 2016-03-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] アオヤギ貝腸由来コンドロイチン硫酸の構造解析 (2015)
  • Author(s): 武田圭太、東恭平、向野杏、鈴木翔、細山沙織、戸井田敏彦
  • Organizer: 第88回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 糖尿病合併症に対する生体内ポリアミンの防御作用 (2015)
  • Author(s): 松本靖彦，東恭平，石井雅樹、五十嵐一衛，関水和久
  • Organizer: 第88回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] スペルミジンとCa2+はMg2+存在下においてもNMDA受容体を透過できる. (2015)
  • Author(s): 廣瀬 直雄、東 恭平、斎木 遼太郎、吉沢 祐基、今村 正隆、石井 伊都子、戸井田 敏彦、Williams, Keith、柏木 敬子、五十嵐 一衛
  • Organizer: 第88回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] Preparation of Poly-ion Complex Generated from Chondroitin Sulfate and Polyamines and its Effect on Oral Bioavailabity (2015)
  • Author(s): Ge D, Higashi K, Ito D, Terui Y, Nagano K,Ishikawa R, and Toida T
  • Organizer: 日本ポリアミン学会第７回年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-11-13
• [Presentation] ポリアミンとヘパリンの相互作用に基づくポリイオンコンプレックスの形成とその物性評価 (2015)
  • Author(s): 伊藤大地、東恭平、葛丹、戸井田敏彦
  • Organizer: 「ポリアミンと核酸の共進化」第14回合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-09-12
• [Presentation] Chondroitin Sulfate Proteoglycans from Salmon Nasal Cartilage: A New Nutraceutical for Treatment of OA. (2015)
  • Author(s): Higashi K, Okamoto Y, Takeda K, Suabjakayong P, Mano T, Wada T and Toida T.
  • Organizer: 9th International Conference on Proteoglycans and 10th Pan-Pacific Connective Tissue Societies Symposium
  • Place of Presentation: Ewha Womens University, Seoul, Korea
  • Year and Date: 2015-08-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 小分子蛍光物質を用いた蛍光標識グリコサミノグリカンの調整と有用性評価 (2015)
  • Author(s): 短田優奈、東恭平、萩原裕樹、伊藤大地、今村正隆、戸井田敏彦
  • Organizer: 第34回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-07-31
• [Presentation] Preparation of Poly-ion Complex Generated from Spermine and its Effect on Oral Intake (2015)
  • Author(s): Dan Ge, Kyohei Higashi, Daichi Ito and Toshihiko Toida
  • Organizer: Gordon Research Conference (Polyamines)
  • Place of Presentation: Waterville Valley, NH, USA
  • Year and Date: 2015-06-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effect of polyamines on the synthesis of chondroitin sulfate in mammalian cells (2015)
  • Author(s): Higashi K, Yamaguchi K, Imamura M, Furihata T, Terui Y, Kashiwagi K, Linhardt RJ, Igarashi K, and Toida T
  • Organizer: Gordon Research Conference (Polyamines)
  • Place of Presentation: Waterville Valley, NH, USA
  • Year and Date: 2015-06-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Polyamines increase in response to hyperglycemia and protect organisms from sugar toxicity. (2015)
  • Author(s): Matsumoto Y, Higashi K, Ishii M, Igarashi K and Sekimizu K.
  • Organizer: Gordon Research Conference (Polyamines)
  • Place of Presentation: Waterville Valley, NH, USA
  • Year and Date: 2015-06-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 食用貝に含まれるコンドロイチン硫酸とその生理機能 (2015)
  • Author(s): 東恭平，岡本悠佑, 武田圭太, 伊藤大地, 戸井田敏彦
  • Organizer: 日本食品化学学会 第21回総会・学術大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-05-20
• [Remarks] 千葉大学大学院薬学研究院病態分析化学研究室
  • URL: http://www.p.chiba-u.jp/lab/bunseki/index.html
• [Remarks] 病態分析化学研究室
  • URL: http://www.p.chiba-u.jp/lab/bunseki/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] ヘパリンの会合体 (2018)
  • Inventor(s): 東恭平
  • Industrial Property Rights Holder: 東恭平
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2018
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] ヘパリンの会合体 (2017)
  • Inventor(s): 東恭平
  • Industrial Property Rights Holder: 東恭平
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2017-039560
  • Filing Date: 2017-03-02
• [Patent(Industrial Property Rights)] コンドロイチン/デルマタン硫酸並びにこれを含む抗炎症剤、保湿剤及び抗血液凝固剤 (2016)
  • Inventor(s): 東恭平
  • Industrial Property Rights Holder: 東恭平
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2016-170377
  • Filing Date: 2016-08-31