Homeostasis of alpha dystroglycan glycosylation in Fukuyama congenital muscular dystrophy
Project/Area Number |
21H02885
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
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Research Institution | Fujita Health University |
Principal Investigator |
池田 真理子 (谷口真理子 / 谷口) 藤田医科大学, 大学病院, 准教授 (00410738)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青井 貴之 神戸大学, 医学研究科, 教授 (00546997)
石垣 景子 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (10366304)
中嶋 和紀 岐阜大学, 糖鎖生命コア研究所, 准教授 (10442998)
丸山 達生 神戸大学, 工学研究科, 教授 (30346811)
青井 三千代 (小柳) 神戸大学, 医学部附属病院, 特命助教 (90432327)
長坂 美和子 社会医療法人愛仁会高槻病院(臨床研究センター), 成育医療研究室, 研究員 (70723998)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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Keywords | 福山型筋ジストロフィー / 当鎖ホメオスタシス / Oマンノース型糖鎖 / 糖鎖分解 / 糖鎖合成 / アルファジストログリカン / 糖鎖修飾 / 低分子化合物 / 糖鎖異常 / ホメオスタシス |
Outline of Research at the Start |
福山型先天性筋ジストロフィー(FCMD)は糖鎖欠損病である。FCMDはフクチンの遺伝子変異により、αジストログリカンのO-マンノース型糖鎖が欠損することで、眼、骨格筋、脳の構造・機能に破綻をきたす重篤な難病である。これまでに、FCMDの治療法開発のためにモデルマウスや初代培養セルラインを用い、独自のアッセイ系を駆使し低分子化合物スクリーニングを行ってきた。その中でαジストログリカンの糖鎖を劇的に増強する既知の化合物について、FCMDモデルにおいて治療効果のあることを見出し、機能回復を証明したがその薬効機能が未知である。本研究の目的はその薬効機序をあきらかにすることである。
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Outline of Annual Research Achievements |
福山型先天性筋ジストロフィー(FCMD)は、フクチン遺伝子の変異により、αジストログリカン(αDG)のO-マンノース型糖鎖が欠損する、重篤な先天性の神経・筋疾患である。FCMDは本邦に特に患者の多い重篤な難病である。重度の筋ジストロフィーと眼症状加え滑脳症、てんかん、発達障害など重度な中枢神経症状も併発する、予後不良な疾患である。特に本邦で疾患頻度が高く、国内に約二千名弱の患者がいるが治療法がない。原因遺伝子フクチン(FKTN)は、本邦で発見され、細胞外マトリックスと細胞骨格を結ぶ「O-マンノース型糖鎖」を持つジストログリカン(DG)を構成する糖転移酵素の一つである。最近、フクチンはリビトール5リン酸(Rbo5P)という希少糖の転移酵素であることが解明された本研究は申請者が開発した疾患モデル(iPS細胞より分化させた筋管や三次元大脳皮質オルガノイド)、初代培養株、変異遺伝子をノックインしたモデルマウス等を活用し、O-マンノース型糖鎖を劇的に改善する環状芳香族化合物Xの薬効機構を糖代謝のホメオスタシスの観点から明らかにする研究である。 本年度はαDGのOマンノース型糖鎖とαDG糖鎖を転移する酵素であるフクチンのターンオーバーを解析した。また野生型HEK細胞をもちいてαDG糖鎖を劇的に増大する低分子化合物Mn007を投与し、そのターンオーバーへどのように影響するかを検討した。加えて野生HEK細胞において、低分子化合物の結合タンパクを同定するための共沈実験を行った。 糖鎖のターンオーバーを観察すると、低分子化合物投与により劇的に増強した糖鎖が、化合物除去により急激に失活することが観察された。すなわち、この低分子化合物は酵素の分解を阻害している可能性が示唆された。糖鎖の分解酵素は未知の分野であり、今後どのように同定するか検討中である。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
低分子化合物の糖鎖伸長への影響を観察することにより、糖鎖の分解酵素阻害が示唆され、新たな知見の発見へと近づいている。残2年間でこの機能を解析したいと考える。
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Strategy for Future Research Activity |
低分子化合物が「DGの糖鎖の制御にどうかかわっているか」をひきつづき明らかにする。すαDGの合成にかかわる糖転移酵素の活性化をきたすというより、あるいは糖鎖分解酵素を阻害し安定化するのではないかという研究結果より、糖代謝測定や、合成基質を用いた液体クロマトグラフィーによる活性測定実験、遺伝子発現解析、結合タンパク質の同定解析により糖鎖制御の機序を明らかにしてゆく。 また酵素蓄積によるERストレスの検討も行う。またαDGパチー特有の横紋筋融解症への関与を検討し、本化合物の効果も検証したい。総合的に化合物の作用機序解明から治療法の開発と安全性の検討、表現型の改善や効果発現時期や治療臨界期を動物モデルや独自に作成したオルガノイド疾患モデルを用いて評価し、ウイルス感染の機序解明や福山型の中枢病変の評価も行う。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Assessment of the upper limb muscles in patients with Fukuyama muscular dystrophy: Noninvasive assessment using visual ultrasound muscle analysis and shear wave elastography.2022
Author(s)
Risa Harada, Mariko Taniguchi-Ikeda, Miwako Nagasaka, Tatsiuya Nishii, Atsuyuki Inui, Tetsushi Yamamoto, Ichiro Morioka, Ryosuke Kuroda, Kazumoto Iijima, Kandai Nozu, Yoshitada Sakai, Tatsushi Toda,
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Journal Title
Neuromuscular Disorders
Volume: Inpress
Issue: 9
Pages: 754-762
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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