糖脂質糖鎖を受容体とする細菌毒素の毒性発現機構

• Project/Area Number: 19041030
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 古川 鋼一 Nagoya University, 大学院・医学系研究科, 教授 (80211530)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥4,700,000 (Direct Cost: ¥4,700,000); Fiscal Year 2008: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 2007: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
• Keywords: 細菌毒素 / ボツリヌス毒素 / テタヌス毒素 / ベロ毒素 / ノックアウト / 野性型 / ガングリオシド / Gb3

Research Abstract

新規AB5型毒素であるSubtilase毒素SubABの、生体内受容体の検討を、6種の糖鎖合成系酵素遺伝子およびシアル酸修飾酵素遺伝子の欠損マウスラインを用いて行った。すでに、GM2-mimic合成化合物により、SubAB毒素の活性が阻害されることが報告されていたが、GM2/GD2合成酵素KOマウスは、Gb3/CD77合成酵素KO、GM3合成酵素KO、LC3合成酵素KO、sulfatide合成酵素KOなどと同様に、SubABを10 microg腹腔注入後、55-85時間で死亡した。さらに、シアル酸Neu5AcをNeu5Gcに転換するCMP-NeuAc水酸化酵素KOマウスでは、生存時間の延長傾向が見られたが、注入毒素量を減らしても生存時間の延長が得られなかった。よって、SubABの受容体が糖脂質糖鎖である可能性は低いことが示された。
Gb3/CD77は病原性大腸菌O-157のベロ毒素に対する受容体であるが、今回はLipopolysaccharide(LPS)の毒性発現におけるグロボ系列糖脂質の機能の解析を行った。LPS注入に対してグロボ系糖脂質欠損マウスは感受性の亢進を示し、MAPKファミリーのリン酸化反応の亢進が見られた。初代培養血管内皮細胞を用いて、LPS刺激に対する反応を比較検討したところ、eNOSの誘導、炎症性サイトカイン誘導において、グロボ系糖脂質欠損細胞の反応亢進が認められた。よって、グロボ系糖脂質によるLPS刺激の抑制作用が示唆された。今後、抑制作用を有する糖鎖構造の同定及び抑制機構につき検討が必要である。

Research Products

• [Journal Article] Glycosphingolipids are not pivotal receptors for Subtilase cytotoxin in vivo : Sensitivity analysis with glycosvlation-defective mutant mice (2009)
  • Author(s): Kondo, Y., et.al.
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. 378 Pages: 179-181
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The neuropathic potential of anti-GM 1 autoantibodies is regulated by the local glycolipid environment in mice (2009)
  • Author(s): Greenshields KN., et.al.
  • Journal Title: J. Clin. Invest (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Immunologic, glycosphingolipidomics and NKT cell development in mouse thymus (2009)
  • Author(s): Li, Y., et.al.
  • Journal Title: Journal of Proteome Research (in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disruption of GM2/GD2 synthase gene resulted in overt-expression of 9-O-acetyl GD3 irrespective of Tis21. (2008)
  • Author(s): Furukawa K., et. al.
  • Journal Title: J. Neurochem. (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plasma membrane rafts complete cholesterol synthesis by participating inretrograde movement of precursor sterols. (2007)
  • Author(s): Yamauch. Y, et. al.
  • Journal Title: J. Biol. Chem 282 Pages: 34994-35004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ganglioside GM1 and GM3 in the living cell membrane from clusters susccptible to cholesterol depletion and chilling. (2007)
  • Author(s): Fujita. A, et. al.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell. 18 Pages: 2112-2122
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Differential regulation of LPS signaling by A4galt (2008)
  • Author(s): Kondo Y., et.al.
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2008-12-10
• [Presentation] Gb3 antigen as a mediator of signals which modify B cell function (2007)
  • Author(s): Yuji Kondo, Koichi Furukawa, et. al.
  • Organizer: 14th Euro Carb Symposium
  • Place of Presentation: Lubeck(ドイツ)
  • Year and Date: 2007-09-03
• [Book] 糖鎖情報の独自性と普遍性蛋白質核酸酵素 (2008)
  • Author(s): 古川鋼一, 他編集
  • Publisher: 共立出版(東京)
• [Book] Knockout mice and glycolipids. In Comprehensive Glycoscience. (2007)
  • Author(s): Koichi Furukawa, et. al.
  • Total Pages: 800
  • Publisher: Elsevier Ltd.
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical/102/p10202.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.nagova-u.ac.jp/biochemll/index.html