| Project/Area Number |
19K18516
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
Homan Kentaro 北海道大学, 医学研究院, 博士研究員 (40823331)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | グライコーム / 変形性関節症 / 軟骨変性 / 糖鎖解析 / FUT8 / N-glycome / コアフコシル化 / 軟骨 / 関節軟骨 / 高マンノース型N型糖鎖 / 肥大化 / 糖鎖 |
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| Outline of Research at the Start |
変形性関節症（OA）病変の首座である軟骨の変性は、プロテオグリカン中の糖鎖構造の破壊から始まる。これまでOAの発症に関する研究は軟骨細胞の肥大分化に着目したものが多く、複合糖質糖鎖の変化に言及したものはなかった。申請者らはこれまで軟骨基質の組織学的変化の出現前にN型糖鎖が変化することを明らかにするとともに、糖脂質が軟骨細胞肥大やOA進行に関わることを示してきた。そこで、軟骨組織変性および軟骨細胞の分化過程において相同的な糖鎖変動を検出するために、１種類の糖鎖クラスに限定せずに全クラスの糖鎖構造変化を定性・定量的に比較解析を行うことによりOA発症に中心的役割を果たす糖鎖を同定できると考えた。
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| Outline of Final Research Achievements |
Degeneration of cartilage, the main component of osteoarthritis (OA) lesions, is believed to begin with the destruction of glycan structures in proteoglycans. Although many studies on the pathogenesis of OA have focused on the hypertrophic differentiation of chondrocytes, none have addressed changes in glycoconjugate sugar chains. We have shown that N-glycans are altered before the appearance of histological changes in the cartilage matrix and that glycosphingolipids are involved in chondrocyte hypertrophy and OA progression. Therefore, in order to detect homologous glycan variation during cartilage tissue degeneration and chondrocyte differentiation, we succeeded in identifying glycans that play a important role in the onset of OA by performing qualitative and quantitative comparative analysis of glycan structural changes in all classes of glycans without limiting to one glycan class.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
糖鎖は同一のエピトープ構造にN-、O-結合型糖鎖、糖脂質などの異なるクラスの複合糖質を一塊として発現しており、あるクラスの糖鎖の合成不全が他の糖鎖で代償される可能性がある。軟骨変性や軟骨細胞の肥大分化の開始を理解するためには細胞全体が提示する糖鎖を網羅的に解析する必要がある。これまでグライコーム解析は時間や感度の問題から技術的に困難であったが、糖鎖の固相担体からの切断と同時に液体クロマトグラフィーや質量分析を用いて大規模かつ高速に糖鎖を解析できるグライコブロッティング法とピラゾロン試薬共存下にβ脱離反応を行う手法を確立することによってこの問題を克服した。
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