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脳におけるコンドロイチン硫酸およびヒアルロン酸の代謝分解機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaDeciphering sugar chain-based signals regulating integrative neuronal functions
Project/Area Number 26110719
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionMeijo University

Principal Investigator

山田 修平  名城大学, 薬学部, 教授 (70240017)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2014: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsコンドロイチン硫酸 / ヒアルロン酸 / 脳 / 神経 / ヒアルロニダーゼ / 糖鎖
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまでに解明されていない脳・神経系におけるコンドロイチン硫酸(CS)代謝分解機構を明らかにし、分解酵素による脳・神経系におけるCSの機能調節機構を調べようとしている。今年度は、(1)脳内におけるCSおよびヒアルロン酸(HA)分解酵素活性の検出、およびその酵素活性を担うタンパク質の同定、(2)CSおよびHA分解酵素の候補遺伝子の脳内における発現量の詳細な解析、(3)脳・神経に由来する培養細胞を用いた、CSおよびHA分解機構の解明、(4)脳・神経における主要なCSおよびHA分解酵素の性状・機能解析を目指した。(1)および(3)に関して、酵素活性の検出に成功した。それぞれからの酵素の精製を開始したが、(3)の培養細胞を用いる方が効果的に精製できると考え、(1)の脳組織からの酵素精製に関しては中断した。イオン交換クロマトグラフィーによって部分精製ができた。現在質量分析を用いたタンパク質の同定を行っている。(2)については、様々な酵素の発現解析ができ、ヒアルロニダーゼ2の高発現を観察した。ヒアルロニダーゼ2の貢献を確認するため、shRNAによるノックダウン細部株を樹立し、現在解析中である。(4)の項目については、(1)~(3)までで特定の分子の同定にまで至っていないため、解析を進めることはできなかった。また、上記以外に、CS特異的な加水分解酵素として我々が同定したHYAL4について、酵母でのHYAL4大量発現系の構築と酵素の大量調製、細胞内でのHYAL4の局在部位の解析、HYAL4の基質特異性に最も大きく貢献するアミノ酸残基の同定を行った。これらの研究成果の一部は、複数の学会で報告した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Molecular interactions between chondroitin-dermatan sulfate and growth factors/receptors/matrix proteins2016

    • Author(s)
      Shuji Mizumoto, Shuhei Yamada, Kazuyuki Sugahara
    • Journal Title

      Curr. Opin. Struct. Biol.

      Volume: 34 Pages: 35-42

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2015.06.004

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Skeletal dysplasia in a consanguineous clan from the island of Nias/Indonesia is caused by a novel mutation in B3GAT3.2015

    • Author(s)
      Birgit S. Budde, Shuji Mizumoto, Ryo Kogawa, Christian Becker, Janine Altmuller, Holger Thiele, Franz Ruschendorf, Mohammad R. Toliat, Gerrit Kaleschke, Johannes M. Hammerle, Wolffang Hohne, Kazuyuki Sugahara, Peter Nurnberg, Ingo Kennerknecht.
    • Journal Title

      Human Genetics

      Volume: in press Issue: 7 Pages: 691-704

    • DOI

      10.1007/s00439-015-1549-2

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  • [Journal Article] Receptor protein tyrosine phosphatase beta/zeta is a functional binding partner for vascular endothelial growth factor.2015

    • Author(s)
      Marina Koutsioumpa, Evangelia Poimenidi, Evangelia Pantazaka, Christina Theodoropoulou, Angeliki Skoura, Vasileios Megalooikonomou, Nelly Kieffer, Jose Courty, Shuji Mizumoto, Kazuyuki Sugahara, and Evangelia Papadimitriou.
    • Journal Title

      Molecular Cancer

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 19-19

    • DOI

      10.1186/s12943-015-0287-3

    • NAID

      120005906915

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  • [Journal Article] Mutations in biosynthetic enzymes for the protein linker region of chondroitin/dermatan/heparan sulfate cause skeletal and skin dysplasias2015

    • Author(s)
      Shuji Mizumoto, Shuhei Yamada, Kazuyuki Sugahara
    • Journal Title

      BioMed Res. Int.

      Volume: 2015 Pages: 861752-861752

    • DOI

      10.1155/2015/861752

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  • [Journal Article] Catabolism of Chondroitin Sulfate2015

    • Author(s)
      Shuhei Yamada
    • Journal Title

      Cellular and Molecular Biology Letters

      Volume: 20

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    • Author(s)
      Shuji Mizumoto, Shuhei Yamada, and Kazuyuki Sugahara
    • Journal Title

      BioMed Research International

      Volume: 2014 Pages: 495764-495764

    • DOI

      10.1155/2014/495764

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    • Author(s)
      Daisuke Kawamura, Tadanao Funakoshi, Shuji Mizumoto, Kazuyuki Sugahara, and Norimasa Iwasaki
    • Journal Title

      Journal of Orthopaedic Science

      Volume: 19 Issue: 6 Pages: 1028-1035

    • DOI

      10.1007/s00776-014-0643-y

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] コンドロイチン硫酸に特異的な加水分解酵素であるHYAL4の酵母 (Pichia pastoris) での発現および精製2016

    • Author(s)
      柴本秀太、杉田真千子、水本秀二、菅原一幸、山田修平
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2016-03-29
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  • [Presentation] ヒアルロニダーゼ1および4におけるコンドロイチン硫酸およびヒアルロン酸の認識に関わるアミノ酸残基の解析2015

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      安倍優貴子、山極健太郎、岩月遥奈、水本秀二、山田修平
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-12-02
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  • [Presentation] 脳・神経系に由来する培養細胞株を用いたコンドロイチン硫酸/ヒアルロン酸分解活性の検出2015

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      永井冴、山中智正、水本秀二、山田修平
    • Organizer
      第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会 合同大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-12-02
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  • [Presentation] Investigation of the Amino Acid Residue Responsible for Diferrent Substrate Specificity of Hyaluronidases-1 and -42015

    • Author(s)
      Kentaro Yamagiwa, Haruna Iwatsuki, Yukiko Abe, Shuji Mizumoto, and Shuhei Yamada
    • Organizer
      9th International Conference on Proteoglycans and 10th Pan-Pacific Connective Tissue Societies Symposium
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
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      2015-08-25
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantitative Analysis of the Expression of Hyaluronidases in the Mouse Brain during Development2015

    • Author(s)
      Mayu Mitani, Shuji Mizumoto, Shuhei Yamada
    • Organizer
      9th International Conference on Proteoglycans and 10th Pan-Pacific Connective Tissue Societies Symposium
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2015-08-25
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  • [Presentation] Cellular Localization of Chondroitin Sulfate Hydrolase, Hyaluronidase-42015

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      Yumiko Nomura, Shuji Mizumoto, and Shuhei Yamada
    • Organizer
      9th International Conference on Proteoglycans and 10th Pan-Pacific Connective Tissue Societies Symposium
    • Place of Presentation
      Seoul, Korea
    • Year and Date
      2015-08-25
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発生段階の異なるマウス脳におけるヒアルロニダーゼファミリーメンバーの発現解析2015

    • Author(s)
      三谷真夕、水本秀二、山田修平
    • Organizer
      第34回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-08-02
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  • [Presentation] 酵母(Pichia pastoris)を用いたヒアルロニダーゼ4の発現及び精製2015

    • Author(s)
      杉田真千子、柴本秀太、水本秀二、菅原一幸、山田修平
    • Organizer
      第34回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-08-02
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒアルロニダーゼ1と4の基質認識の違いに関与するアミノ酸残基の解析2015

    • Author(s)
      山極健太郎、岩月遥奈、安倍優貴子、水本秀二、山田修平
    • Organizer
      第34回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2015-08-02
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  • [Presentation] サケ鼻軟骨由来のコンドロイチン硫酸プロテオグリカンの構造解析2015

    • Author(s)
      横井友哉、松崎南美、桝谷晃明、坪井誠、菅原一幸、山田修平
    • Organizer
      日本薬学会第135年会
    • Place of Presentation
      デザインクリエイティブセンター神戸(神戸)
    • Year and Date
      2015-03-28
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  • [Presentation] Spondyloepimetaphyseal dysplasia and Ehlers-Danlos syndrome caused by mutations of glycosaminoglycan biosynthetic enzymes, GalT-II and DS-epimerase2014

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      Shuji Mizumoto, Masahiro Nakajima, Thomas Muller Noriko Miyake, Ryo Kogawa, Yoshie Komatsu, Naomichi Matsumoto, Andreas R Janecke, Shiro Ikegawa, Kazuyuki Sugahara
    • Organizer
      Joint Meeting of the Society for Glycobiology and the Japanese Society of Carbohydrate Research “Integrating Glycoscience from Biology and Chemistry to Medicine”
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
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  • [Presentation] Expression Analysis of Hyaluronidases in the Mouse Brain during Development2014

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      Yuka Oiwa, Shuji Mizumoto, Ryoji Kojima, Tadashi Nagamatsu, Shuhei Yamada
    • Organizer
      Joint Meeting of the Society for Glycobiology and the Japanese Society of Carbohydrate Research “Integrating Glycoscience from Biology and Chemistry to Medicine”
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2014-11-18
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  • [Presentation] Expression Analysis of Hyaluronidases in the Mouse Brain during Development2014

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      Yuka Oiwa, Shuji Mizumoto, Ryoji Kojima, Tadashi Nagamatsu, Shuhei Yamada
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      Joint Meeting of the Society for Glycobiology and the Japanese Society of Carbohydrate Research “Glycans in Neuroscience”
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      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      2014-11-16
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      水本秀二
    • Organizer
      第87回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都国際会議場(京都)
    • Year and Date
      2014-10-16
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  • [Presentation] グリコサミノグリカンの代謝2014

    • Author(s)
      山田 修平
    • Organizer
      第8回東北糖鎖研究会
    • Place of Presentation
      岩手医科大学(矢巾町、岩手)
    • Year and Date
      2014-10-10
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      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Novel CS-E-Binding Proteins in Mouse Brain That May Be Involved in the Neurite Outgrowth Promoting Mechanism through Chondroitin Sulfate E-Type2014

    • Author(s)
      Kazuyuki Sugahara, Shuji Mizumoto, Yusuke Yoshikawa, Shuhei Yamada, and Kosei Takeuchi
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Proteoglycans 2014
    • Place of Presentation
      Andover, USA
    • Year and Date
      2014-07-07 – 2014-07-10
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  • [Presentation] ヒトヒアルロニダーゼの基質認識に必要なアミノ酸残基の解析2014

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      岩月遥奈、水本秀二、金岩知之、菅原一幸、山田修平
    • Organizer
      第60回日本薬学会東海支部総会
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      鈴鹿医療大学(鈴鹿)
    • Year and Date
      2014-07-05
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      森本千夏、野村優美子、水本秀二、山田修平
    • Organizer
      第60回日本薬学会東海支部総会
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      鈴鹿医療大学(鈴鹿)
    • Year and Date
      2014-07-05
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  • [Presentation] 発生段階の異なるマウス脳におけるヒアルロニダーゼファミリーメンバーの発現解析2014

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      大岩友香、水本秀二、小島良二、永松正、山田修平
    • Organizer
      第60回日本薬学会東海支部総会
    • Place of Presentation
      鈴鹿医療大学(鈴鹿)
    • Year and Date
      2014-07-05
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  • [Presentation] グリコサミノグリカンの生合成異常による遺伝性の骨・皮膚疾患2014

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      水本秀二
    • Organizer
      第22回PGフォーラム(第46回日本結合組織学会学術大会・第61回マトリックス研究会大会・合同学術大会)
    • Place of Presentation
      ウインク愛知(名古屋)
    • Year and Date
      2014-06-07
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    • Invited
  • [Presentation] コンドロイチン硫酸代謝におけるヒアルロニダーゼの役割2014

    • Author(s)
      山田修平、本田智子、金岩知之、水本秀二、菅原一幸
    • Organizer
      第46回日本結合組織学会学術大会第61回マトリックス研究会大会合同学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋)
    • Year and Date
      2014-06-06
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    • Author(s)
      Kazuyuki Sugahara, Shuji Mizumoto, and Shuhei Yamada
    • Total Pages
      2672
    • Publisher
      Springer
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  • [Book] 糖鎖の新機能開発 応用ハンドブック - 創薬 医療から食品開発まで2015

    • Author(s)
      水本秀二、菅原一幸
    • Total Pages
      628
    • Publisher
      エヌ ティー エス
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    • Author(s)
      山田 修平、水本秀二、菅原一幸
    • Total Pages
      628
    • Publisher
      エヌ ティー エス
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  • [Book] Biochemical Roles of Eukaryotic Cell Surface Macromolecules2015

    • Author(s)
      Shuhei Yamada
    • Total Pages
      411
    • Publisher
      Springer
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  • [Remarks] 名城大学薬学部病態生化学

    • URL

      http://www-yaku.meijo-u.ac.jp/Research/Laboratory/pathobio/index.html

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URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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