ミクログリア細胞におけるポリシアル酸の存在とその機能解析

• Project/Area Number: 18770083
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Structural biochemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 佐藤 ちひろ Nagoya University, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (10343211)
• Project Period (FY): 2006 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000); Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
• Keywords: ポリシアル / シアル / シアル酸転移酵素 / シアリダーゼ / NCAM / ポリシアル酸転移酵素 / ミクログリア / 脳・神経 / ポリシアル酸 / シアル酸 / 脳

Research Abstract

ポリシアル酸はシアル酸重合体の総称であり、魚卵糖タンパク質(PSGP)や神経細胞接着分子(NCAM)にその存在が知られている。ポリシアル酸の機能は、NCAMを中心に解析が進んでおり、かさ高い排除体積とポリアニオニックな性質による反接着作用を持つことが知られている。我々はこのミクログリア細胞に注目してポリシアル酸の存在検索および発現解析を行い、ミクログリア細胞株Ra2におけるポリシアル酸の存在をポリシアル酸に特異的な抗体12E3および特異的な酵素Endo-Nを用いて証明した。またRa2細胞に対してLPS刺激を行うとポリシアル酸が完全に消失することを見出した。またRa2細胞のLPS刺激によるポリシアル酸構造消失の分子機構を明らかにするために、分解過程に注目して実験を行った。シアル酸の分解に関わる酵素としてシアリダーゼに着目し、まず、シアリダーゼ遺伝子(Neu)の発現解析を行った。その結果、Neu2とNeu4が活性化により変動していることが分かった。さらに、実際にシアリダーゼ活性がポリシアル酸の消失に関わっていることを明らかにするために、シアリダーゼ阻害剤存在下でLPS刺激を行い、細胞表面のポリシアル酸の存在を調べた。同時に培地におけるシアリダーゼ活性を測定した。その結果、ポリシアル酸の消失にシアリダーゼが関わっていることが初めて明らかになった。一方、Ra2に対し、神経保護的な作用をもつサイトカインで刺激を行うと、ポリシアル酸構造が逆に増加する傾向があることも明らかにした。これまで、ポリシアル酸の素早い変動に関わる知見は得られておらす、ポリシアル酸構造の制御メカニズムの解明が期待される。

Research Products

• [Journal Article] Identification of the nuclear export signals that regulate the intracellular localizati on of the mouse CMP-sialic acid synthetase. (2007)
  • Author(s): Fujita, A, Sato C, and Kitajima K
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 355 Pages: 174-180
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of an inflammation-inducible serum protein recognized by anti-disialic acid antibodies as carbonic anhydrase II. (2007)
  • Author(s): Yasukawa, Z., Sato, C., and Kitajim a, K.
  • Journal Title: J Biochem. 141 Pages: 429-441
  • NAID: 10020100950
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypoxia-enhanced expression of free deaminoneuraminic acid in human cancer cells. (2007)
  • Author(s): Go, S., Sato C, Yin, J., Kannagi, R. and Kitajima K.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 357 Pages: 537-542
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Membrane microdomain formation is crucial in epiboly during gastrulation of me daka (2007)
  • Author(s): Adachi, T., Sato C, and Kitajima K.
  • Journal Title: medaka Biochem Biophys Res Commun. 358 Pages: 848-853
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Development of sensitive chemical and immunochemical methods for detecting sulfated sialic acids and their application to glycoconjugates from sea urchin sperm and eggs. (2007)
  • Author(s): Yamakawa N, Sato C, Miyata S, Maehashi E, Toriyama M, Sato N, Furuhata K, Kitajima K.
  • Journal Title: Biochimie 89 Pages: 1396-1408
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The rainbow trout CMP-sialic acid synthetase utilises a nuclear localization signal different from that identified in the mouse enzyme. (2007)
  • Author(s): Tiralongo J, Fujita A, Sato C, Kitajima K, Lehmann F, Oschlies M, Gerardy-Schahn R, Munster-Kuhnel AK.
  • Journal Title: Glycobiology 17 Pages: 945-954
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polysialic acids on sea urchin gamates (2007)
  • Author(s): Miyata, S. Sato C. and Kitajima, K.
  • Journal Title: Trends Glycosci Glycotech. 19 Pages: 85-98
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Complex formation of 70-kDa heat shock protein with acidic glycolipids and phospholipids. (2007)
  • Author(s): Harada Y, Sato C, Kitajima K
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 353 Pages: 655-660
• [Journal Article] Hypoxic culture induces expression of Sialin, a sialic acid transporter, and cancer-associated gangliosides containing non-human sialic acid on human cancer cells. (2006)
  • Author(s): Yin, J., Hashimoto, A., Izawa, M., Miyazaki, K., Chen G-Y., Takematsu, H., Kozutsumi, Y., Suzuki, A., Furuhata, K., Cheng, F.-L.Lin, C.-H., Sato, C., Kitajima, K., Kannagi, R.
  • Journal Title: Cancer Res. 66 Pages: 2937-2945
• [Journal Article] Weaning-induced expression of a milk-fat globule protein, MFG-E8, in mouse mammary glands, as demonstrated by the analyses of its mRNA, protein and phosphatidylserine-bindine activity. (2006)
  • Author(s): Nakatani H, Aoki N, Nakagawa Y, Jin-No S, Aoyama K, Oshima K, Ohira S, Sato C, Nadano D, Matsuda T
  • Journal Title: Biochem J. 395 Pages: 411-421
• [Journal Article] Identification of disialic acid-containing glycoproteins in mouse serum. (2006)
  • Author(s): Yasukawa, Z., Sato, C., Sano, K., Ogawa, H., Kitajima, K.
  • Journal Title: Glycobiology 15 Pages: 827-837
• [Journal Article] Flagellasialin : a novel sulfated alpha2,9-linked polysialic acid glycoprotein of sea urchin sperm flagella. (2006)
  • Author(s): Miyata S, Sato C, Kumita H, Toriyama M, Vacquier VD, Kitajima K
  • Journal Title: Glycobiology 16 Pages: 1229-12241
• [Journal Article] Involvement of the alpha2,8-polysialyltransferases II/STX and IV/PST in the biosynthesis of polysialic acid chains on the O-linked glycoproteins in rainbow trout ovary. (2006)
  • Author(s): Asahina S, Sato C, Matsuno M, Matsuda T, Colley K, Kitajima K
  • Journal Title: J Biochem. 140 Pages: 687-701
• [Presentation] 抗ジシアル酸が認識するマウス血清タンパク質の同定 (2008)
  • Author(s): 安川然太、北島健、佐藤ちひろ
  • Organizer: 日本農芸化学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 名城大学(名古屋)
• [Presentation] 分子モデリング法による熱ショック蛋白質の酸性糖脂質結合性の解析 (2008)
  • Author(s): 山川奈緒、原田陽一郎、佐藤ちひろ、Gerard Vergoten、北島 健
  • Organizer: 日本農芸化学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 名城大学(名古屋)
• [Presentation] マウスCMP-シアル酸合成酵素の核外移行シグナル(NES)の固定, (2008)
  • Author(s): 藤田明子、佐藤ちひろ、北島健
  • Organizer: 日本農芸化学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 名城大学(名古屋)
• [Presentation] CMP-デアミノノイラミン酸(CMP-KDN)のワンポット酵素合成法の確立, (2008)
  • Author(s): 中島優子、藤田明子、佐藤ちひろ、北島健
  • Organizer: 日本農芸化学会2008年度大会
  • Place of Presentation: 名城大学(名古屋)
• [Presentation] Hsp70の酸性糖脂質およびリン脂質誘導性高分子量複合体形成 (2007)
  • Author(s): 原田陽一郎、佐藤ちひろ、北島健
  • Organizer: 第71回日本生化学会中部支部例会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋)
  • Year and Date: 2007-05-19
• [Presentation] マウスCMP-Sia合成酵素の核外移行シグナル(NES)の同定 (2007)
  • Author(s): 藤田明子, 佐藤ちひろ, 北島健
  • Organizer: 第71回日本生化学会中部支部例会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋)
  • Year and Date: 2007-05-19
• [Presentation] 熱ショックタンパク質-酸性糖脂質間相互作用の分子モデリングによる解析 (2007)
  • Author(s): 山川奈緒、佐藤ちひろ
  • Organizer: 第71回日本生化学会中部支部例会
  • Place of Presentation: 名古屋大学(名古屋)
  • Year and Date: 2007-05-19
• [Presentation] A short-term regulation of polysialic acid expression in microglia (2007)
  • Author(s): Sato, C., Yabe, U., Sawada, M., and Kitajima, K
  • Organizer: Gordon Research Conference on Glycobiology
  • Place of Presentation: Ventula, USA
• [Presentation] A rapid clearance of polysialic acid on microglia by inflammatory stimulation. (2007)
  • Author(s): Sato, C., Yabe, U., Sawada, M., and Kitajima, K
  • Organizer: Polysialic acid: Chemistry, Biology, Translational Aspects, 3rd International Meeting
  • Place of Presentation: Bad Lauterberg, Germany
• [Presentation] Acidic glyco- and phospholipid-induced high molecular weight complex formation of mouse 70-kda heat shock protein. (2007)
  • Author(s): Harada, Y., Sato, C., and Kitajima, K.
  • Organizer: Gordon Research Conference on Glycobiology
  • Place of Presentation: Ventura, U.S.A
• [Presentation] De novo synthesis of free deaminoneuraminic acid (Kdn) is regulated by network of metabolisms of sialic acids and mannose 6-phosphate in mammalian cells, (2007)
  • Author(s): Ken Kitajima, Shinji Go, Chihiro Sato, Jun Yin, and Reiji Kannagi
  • Organizer: XIXth International Symposium on Glycoconjugates
  • Place of Presentation: Cairns,Australia
• [Presentation] 70-kDa熱ショックタンパク質の酸性糖脂質誘導性の高分子量複合体形成能の発見 (2007)
  • Author(s): 原田陽一郎, 佐藤ちひろ, 北島健
  • Organizer: 第27回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
• [Presentation] 低酸素状態のヒト癌細胞におけるデアミノノイラミン酸(KDN)の発現誘 (2007)
  • Author(s): 郷慎司、佐藤ちひろ、殷軍、神奈木玲児、北島健
  • Organizer: 第27回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
• [Presentation] ミクログリアRa2細胞のLPS刺激によるポリシアル酸の消失とシアリダーゼ活性 (2007)
  • Author(s): 佐藤ちひろ, 矢部宇一郎、澤田誠、北島健
  • Organizer: 第27回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
• [Presentation] サイクリックシアル酸残基の酸加水分解産物の同定 (2007)
  • Author(s): 川上信彦、岩田章子、佐藤ちひろ、安藤弘宗、石田秀治、木曽真、神奈木玲児、北島健
  • Organizer: 第27回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
• [Presentation] 組織再生に関わるマトリクス糖タンパク質の活性調節と修復過程における糖鎖変化 (2007)
  • Author(s): 佐野琴音、旭美穂、浅沼公恵、伊藤さつき、福井則貴、川崎ナナ、安川然太、佐藤ちひろ、北島健、小川温子
  • Organizer: 第27回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 九州大学(福岡)
• [Presentation] Chemical Detection of Cyclic Sialic Acid in Mouse Tissues (2007)
  • Author(s): Shouko Iwata, Nobuhiko Kawakami, Chihiro Sato, Hromune Ando, Hideharu Ishida, Makoto Kiso, Reiji Kannagi, Ken Kitajima
  • Organizer: 80th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
• [Presentation] Purification and characterization of the polysia-containing CD36 from human milk and analysis of a chemical characteristic (2007)
  • Author(s): Koji Kagamitani, Uichiro Yabe, Chihiro Sato, Atsuo Urisu, Tsukasa Matsuda, and Ken Kitajima
  • Organizer: 80th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
• [Presentation] Polysialic acid binds to brain-derived neutrophic factor (BDNF) and promotes the neural cell proliferation (2007)
  • Author(s): Yukihiro Kanata, Ken Kitajima, and Chihiro Sato
  • Organizer: 80th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
• [Presentation] Purification of WGA epitope-bearing glycoproteins which are enriched in pig sperm rafts (2007)
  • Author(s): Tomoyuki Tsuchiyama, Chihiro Sato, Ken Kitajima
  • Organizer: 80th Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama, Yokohama
• [Presentation] , Involvement of Lewis X-glycans and cadherin in membrane microdomain-mediated blastodermal cell adhesion during gastrulationof medaka fish (2007)
  • Author(s): Tomoko Adachi, Chihiro Sato, and Ken Kitaiima
  • Organizer: EMBO Workshop on Glycscience and Development
  • Place of Presentation: Lille, France