Parkinson's disease pathogenesis mediated by glycosylation of cholesterol

• Project/Area Number: 26860199
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: General medical chemistry
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Akiyama Hisako 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 研究員 (80623462)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2016: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: パーキンソン病 / GBA / コレステリルグルコシド / コレステロール / グルコシルセラミド / 糖化コレステロール / 糖化ステロール / GBA1

Outline of Final Research Achievements

β-Cholesterylglucoside (β-CG), a member of glycolipid, was successfully purified from embryonic chicken brains, and the presence of β-CG in vertebrate brain was demonstrated for the first time. An analytical system for β-CG was developed using liquid chromatography/mass spectrometry (LC/MS), and the expression levels of β-CG in the brains of Parkinson's disease (PD) model animals and postmortem PD patients were analyzed. β-CG increased in the brains of PD model animals compared to those of controls, and there was no significant difference in β-CG expression levels between the brains of postmortem PD patients and those of controls.

Research Products

• [Journal Article] Aglycon diversity of brain sterylglucosides: Structure determination of cholesteryl- and sitosterylglucoside. (2016)
  • Author(s): Akiyama H, Nakajima K, Itoh Y, Sayano T, Ohashi Y, Yamaguchi Y, Greimel, P, Hirabayashi Y.
  • Journal Title: J Lipid Res. Volume: 57 Issue: 11 Pages: 2061-72
  • DOI: 10.1194/jlr.m071480
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] . 脳における新たなステロール代謝経路：糖化ステロール群の発見 (2016)
  • Author(s): 秋山央子、平林義雄
  • Journal Title: JSBMS Letters Volume: 41 Pages: 43-46
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Separation and analysis of mono-glucosylated lipids in brain and skin by hydrophilic interaction chromatography based on carbohydrate and lipid moiety. (2016)
  • Author(s): Nakajima K, Akiyama H, Tanaka K, Kohyama-Koganeya A, Greimel P, Hirabayashi Y.
  • Journal Title: J Chromatogr. B Analyt. Technol. Biomed. Life Sci. Volume: 1031 Pages: 146-53
  • DOI: 10.1016/j.jchromb.2016.07.047
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Glucosylated cholesterol in mammalian cells and tissues: formation and degradation by multiple cellular beta-glucosidases (2016)
  • Author(s): Marques, A. R. Mirzaian, M. Akiyama, H. Wisse, P. Ferraz, M. J. Gaspar, P. Ghauharali-van der Vlugt, K. Meijer, R. Giraldo, P. Alfonso, P. Irun, P. Dahl, M. Karlsson, S. Pavlova, E. V. Cox, T. M. Scheij, S. Verhoek, M. Ottenhoff, R. van Roomen, C. P. Pannu, N. S. van Eijk, M. Dekker, N. Boot, R. G., et al.
  • Journal Title: Journal of Lipid Research Volume: 57 Issue: 3 Pages: 451-463
  • DOI: 10.1194/jlr.m064923
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 糖脂質の新機能－多様な脂質のグルコース修飾機構と意義 (2014)
  • Author(s): 平林義雄、秋山央子、中嶋和紀
  • Journal Title: 生化学 Volume: 86 Pages: 735-743
  • NAID: 40020314088
  • Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 新規脳内糖化ステロールの発見 - 神経変性疾患発症の新たな分子基盤の解明 - (2016)
  • Author(s): 秋山央子
  • Organizer: 第15回ホスファチジルセリン研究会
  • Place of Presentation: 早稲田大学日本橋キャンパス 大ホール(東京都中央区)
  • Year and Date: 2016-11-18
  • Invited
• [Presentation] HILIC-MS/MSを用いたパーキンソン病に関与する新規脳内糖脂質の発見 (2016)
  • Author(s): 秋山央子、中嶋和紀、伊藤喜之、佐矢野智子、長塚靖子、大橋陽子、山口芳樹、Peter Greimel、平林義雄
  • Organizer: 第41回日本医用マススペクトル学会年会
  • Place of Presentation: ウインクあいち (愛知県名古屋市)
  • Year and Date: 2016-09-15
  • Invited
• [Presentation] パーキンソン病発症因子・酸性グルコシルセラミド分解酵素GBA1の新規糖脂質代謝産物の発見 (2016)
  • Author(s): 秋山央子、中嶋和紀、伊藤喜之、佐矢野智子、長塚靖子、大橋陽子、山口芳樹、Peter Greimel、平林義雄
  • Organizer: 第35回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 高知市文化プラザ かるぽーと (高知県高知市)
  • Year and Date: 2016-09-01
• [Presentation] パーキンソン病に関与する新規脳内糖化ステロールの発見 (2016)
  • Author(s): 秋山央子、中嶋和紀、伊藤喜之、佐矢野智子、長塚靖子、大橋陽子、山口芳樹、Peter Greimel、平林義雄
  • Organizer: 第58回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: にぎわい交流館AU (秋田県秋田市)
  • Year and Date: 2016-06-09
• [Presentation] Novel glycosylated sterol metabolite in vertebrate brain possible linked to Parkinson's disease (2016)
  • Author(s): 秋山央子、中嶋和紀、伊藤喜之、佐矢野智子、長塚靖子、 大橋陽子、山口芳樹、Peter Greimel、平林義雄
  • Organizer: Gordon Research Conference, Glycolipid & Sphingolipid Biology
  • Place of Presentation: Lucca, Italy
  • Year and Date: 2016-03-06
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cholesterol glucosylation is catalyzed by transglucosylation reaction of β-glucosidase 1 (2014)
  • Author(s): 秋山 央子、中嶋 和紀、小林 進、室伏 きみ子、平林 義雄
  • Organizer: 第37回 日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 親水性相互作用クロマトグラフィーを用いたLC/MS/MSによるグルコース化脂質の異性体定量 (2014)
  • Author(s): 中嶋 和紀、秋山 央子、田中 香織、平林 義雄
  • Organizer: セラミド研究会第7回学術集会
  • Place of Presentation: 東京ユビキタス協創広場CANVAS
  • Year and Date: 2014-10-30 – 2014-10-31
• [Presentation] 双性イオイ性カラム(ZIC)-HILIC-ESI-MSによる脳内グルコース化分子の異性体定量 (2014)
  • Author(s): 中嶋 和紀、秋山 央子、田中 香織、谷口 直之、平林 義雄
  • Organizer: 第33回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2014-08-10 – 2014-08-12
• [Presentation] 酸性グルコシダーゼGBA1の新機能‘コレステロールへのグルコース転移活性’の発見 (2014)
  • Author(s): 秋山 央子、中嶋 和紀、小林 進、室伏 きみ子、平林 義雄
  • Organizer: 第56回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2014-06-06 – 2014-06-07
• [Presentation] 両性イオン型(ZIC)-HILIC-ESI-MS/MSによる脳グルコース化脂質の定量解析 (2014)
  • Author(s): 中嶋 和紀、秋山 央子、田中 香織、平林 義雄
  • Organizer: 第56回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2014-06-06 – 2014-06-07
• [Book] モデル動物利用マニュアル 疾患モデルの作製と利用－脂質代謝異常と関連疾患 (2015)
  • Author(s): 秋山央子, 香山綾子, 平林義雄
  • Total Pages: 16
  • Publisher: エル・アイ・シー
• [Book] 生命を支える脂質―最新の研究と臨床 (2014)
  • Author(s): 秋山 央子、平林 義雄
  • Total Pages: 1228
  • Publisher: 医歯薬出版株式会社