糖鎖と増殖・分化

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05274106
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 斎藤 政樹 北海道大学, 医学部, 教授 (60012762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高崎 誠一 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (80112093) ; 山形 達也 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (10251654) ; 佐内 豊 東京都臨床医学総合研究所, 室長 (40150289) ; 平林 義雄 理化学研究所, 国際フロンティア, 主任研究員 (90106435) ; 星 元紀 東京工業大学, 生命理工学部, 教授 (20012411)
• Keywords: グルコシル転移酵素 / 糖鎖末端ガラクトース / 受精先体反応 / 細胞増殖因子IL-3 / アセチル転移酵素 / GD3合成酵素 / ARIS硫酸化糖鎖構造 / スフィンゴ脂質合成阻害剤

Research Abstract

本研究班は細胞の増殖・分化の制御因子としての糖鎖機能につき、本年度は主として以下の研究成果を得た:(1)悪性度の増大に伴って特異的に発現する糖脂質ガングリオシドGDlaが細胞増殖因子IL-3の機能と密接に関与していることをIL-3依存性マウス骨髄性白血病細胞NFS-60を使って実証した。IL-3遺伝子導入により造腫瘍性を獲得したNFS-60変異細胞はGDlaを特異的に発現し、これがIL-3の細胞内シグナル伝達に関与する蛋白のリン酸化を有意に増大させることが判明した(斎藤)。(2)受精反応で最も重要な先体反応は、卵ゼリー層の硫酸化糖蛋白質ARIS、ステロイドサポニンCo-ARIS、Asterosapペプチドの3者が協同作用して精子に形態的生理的劇的変化(先体突起形成、細胞内カルシウム濃度上昇、細胞内pH上昇)を起こさせることであるが、これを単一の精子について実証した。またARISの活性を担う硫酸化糖鎖構造を決定し最小機能分子量を推定した(星)。(3)幾つのかの細胞系でセラミドはアポトーシス誘導の細胞内情報分子として機能していると言われているが、小脳のプルキンエ細胞では、その生存に必須な分子であることが、スフィンゴ脂質の合成阻害剤フメニシンBlやISP-lを添加した初代培養系で証明した。全糖脂質を欠損したメラノーマB-16細胞変異株は糖脂質合成の最初のステップのセラミド:グルコシル転移酵素を欠損し、スフィンゴミエリンによって代償されていることを発見した(平林)。(4)成熟ラット肝細胞はN結合型糖鎖の末端β-ガラクトースを介して同種肝細胞と接着し、この反応が細胞周期や増殖、分化状態により影響されることが判明した。生後24日頃の肝細胞がガングリオシドGM3と特異的に結合し、この結合膜物質が単クローン抗体を使ったウェスタンブロットで46kDaの蛋白であると同定した。さらにガングリオシドGD3合成酵素遺伝子の発現は発生過程で変化することを明らかにした(佐内)。

Research Products

• [Publications] Tsunoda A, Nakamura M, Kirito K, Hara K, Saito M: "IL-3-associated Expression of Gangliosides in Mouse Myelogenous Leukemia NFS60 Cells Introduced with IL-3 Gene:Expression of Ganglioside GDla and A Key Involvement of CMP-NeuAc:Lactosylceramide α 2,6-Sialyltransferase in GDla Expression." Biochemistry. 34. 9356-9367 (1995)
• [Publications] Terui Y, Furukawa Y, Ohta M, Sakoe K, Kitagawa S, Saito M: "Apoptosis during HL-60 Cell Differentiation is Closely Related to a G0/G1 Cell Cycle Arrest." J.Cell.Physiol. 164. 74-84 (1995)
• [Publications] Sase I, Okinaga T, Hoshi M, G.W.Feigenson, Kinoshita K,: "Regulatory Wechanisms of the Acrosome Reaction Revealed by Multiview Microscopy of Single Starfish Sperm." J.Cell.Biol.131. 963-973 (1995)
• [Publications] Li J., Ito M, Zhang G, Yamagata T,: "The hydrolysis of cell surfase glycoshingolipids by endoglycoceramidase reduces EGF receptor phosphorylation in A431" Glycobiology.5. 343-350 (1995)
• [Publications] Ogasawara H, Kusui K, Takasaki S,: "Role of terminal galactose residues in N-linked sugar chains of sheep erythrocyte membrance glycoproteins in rosette formation with T lymphocytes." Immunol.48. 35-38 (1995)
• [Publications] Hara-Yokoyama M, Hirabayashi Y, Irie F, Syuto B, Moriishi K, Sugiya H, Furuyama S,: "Identification of Gangliosides as Inhibitors of ADP-ribosyltransferases of Pertussis Toxin and Exoenzyme C3 from Clostridium botulinum." J.Biol.Chem.270. 8115-8121 (1995)
• [Publications] 斎藤政樹: "「癌細胞の分化誘導とアポトーシス-癌分 化誘導療法」(穂積本男、斎藤政樹、佐藤光信 編)" 共立出版(株)(東京), 257 (1995)
• [Publications] 斎藤政樹: "ガングリオシド研究法I,II-生物化学実験法35(鈴木康夫、安藤進編著)" (株)学会出版センター, 521 (1995)