Elucidation of molecular mechanisms of neuronal differentiation and search for molecular markers of neurodegenerative diseases by glycoproteomics.
| Project/Area Number |
21H02617
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
川崎 ナナ 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (20186167)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大橋 祥子 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 特任助手 (00908709)
高倉 大輔 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 特任教員 (90760231)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | グライコプロテオミクス / iPS細胞 / 神経分化 / 神経変性疾患 / LC/MS/MS / OGlcNAc / データ非依存的データ取得法 / 糖鎖合成酵素 / 糖鎖 / 分子マーカー / アルツハイマー病 / 糖鎖生合成酵素 / 神経変性疾患マーカー / バイセクト糖鎖 |
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| Outline of Research at the Start |
糖鎖は分化やがん化など様々な生命現象に係わっている。しかし、神経分化や再生における糖鎖の役割は断片的にしか解明されていない。それは、ヒト神経分化・再生を時間的・空間的に再現するモデルに限界があったこと、及びタンパク質への糖鎖修飾を体系的・網羅的に解析することが困難であったことに起因する。本研究では、我々が開発したN-グライコプロテオーム解析手法を用いて、正常iPS細胞と神経変性疾患モデルiPS細胞の神経分化に伴う糖タンパク質プロファイル変化を解析することで、神経分化の分子基盤の一端を明らかにするとともに、神経変性疾患診断マーカー候補の探索を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、神経変性疾患の診断法や治療法の開発に資する研究として、iPS細胞で作製した疾患モデル細胞を用いて、その疾患に特徴的な糖鎖修飾や糖鎖酵素を明らかにすることである。
令和４年度は、O型糖鎖の中でも特に神経変性疾患との関係が指摘されているOGlcNAc修飾と疾患の関係を明らかにすることを目的に、OGlcNAcプロテオミクス手法の開発を開始した。この手法では、網羅性と定量性に優れたデータ非依存的質量分析法(DIA-MS)を採用した。また、iPS細胞から回収したタンパク質のトリプシン消化物から、WGAレクチンを用いてOGlcNAcペプチドを濃縮し、そのマススペクトルデータを用いて、DIA-MSに必要なスペクトルライブラリを構築した。
令和5年度は、iPS細胞を用いてパーキンソン病 (PD) モデルを作製し、OGlcNAcプロテオミクスにより、PDに特徴的なOGlcNAc修飾タンパク質を同定することを目指した。PD家族性変異として知られるLRRK2のG2019S変異をiPSCに導入して作製した神経前駆細胞 (NPC) と、変異を導入していないコントロールNPCを神経細胞 (NC) へ分化させた。DIA-MSとライブラリサーチの結果、O-GlcNAcペプチドとして、既知のHCF1やBPTFなど27種のタンパク質に由来する43種のOGlcNAcペプチドを同定することができた。また、PDモデルではコントロール細胞よりもNPCではO-GlcNAc修飾程度が高いが、NCでは減少することが示唆された。今後は神経細胞からOGlcNAcペプチドを濃縮することでライブラリを拡張し、より多くのPD関連OGlcNAc修飾タンパク質を明らかにする予定である。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(32 results)
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[Journal Article] Postsynaptic structure formation of human iPS cell-derived neurons takes longer than presynaptic formation during neural differentiation in vitro.2021
Author(s)
Togo K, , Fukusumi H, Shofuda T, Ohnishi H, Yamazaki H, Hayashi M, Kawasaki N, Takei N, Nakazawa T, Saito Y, Baba K, Hashimoto H, Sekino Y, Shirao T, Mochizuki H, Yanemura H
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Journal Title
Mol Brain
Volume: 14
Issue: 1
Pages: 149-149
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Postsynaptic structure formation of human iPS cell-derived neurons takes longer than presynaptic formation during neural differentiation in vitro2021
Author(s)
Kazuyuki Togo, Hayato Fukusumi, Tomoko Shofuda, Hiroshi Ohnishi, Hiroyuki Yamazaki, Mariko K. Hayashi, Nana Kawasaki, Nobuyuki Takei, Takanobu Nakazawa, Yumiko Saito, Kousuke Baba, Hitoshi Hashimoto, Yuko Sekino, Tomoaki Shirao, Hideki Mochizuki, Yonehiro Kanemura
Organizer
ISSCR/JSRM 2021 Tokyo International Symposium
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