糖鎖変異マウスを用いたスフィンゴ糖脂質の生体内機能の解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470021
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 古川 鋼一 名古屋大学, 大学院・医学研究科, 教授 (80211530)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浦野 健 名古屋大学, 大学院・医学研究科, 助教授 (70293701) ; 古川 圭子 名古屋大学, 大学院・医学研究科, 講師 (50260732)
• Keywords: 糖転移酵素 / ガングリオシド / ターゲッティング / ニューロン / 神経変性 / 小脳 / プロキンエ細胞 / 後根神経節

Research Abstract

1)まずGM2/GD2合成酵素遺伝子ノックアウト(KO)マウスの異常表現型とメカニズムの解明に関しては、加齢に伴う歩行障害等の詳細な検討により特に小脳の機能異常の存在が考えられた。病理組織学的検討により、KOマウスの小脳の萎縮とプルキンエ細胞の消失を確認し、電顕観察ではアポトーシス像を認めた。よって複合型ガングリオシドがプルキンエ細胞の生存に必須であることが示された。
2)初代ニューロン培養法の確立のため、まず野生型マウスの脊髄後根神経節よりニューロンを培養し、その突起伸長とviabilityを種々の条件下で比較検討した。結論としてコラーゲンをプレートにコートした時に、ニューロンのviabilityが高く、突起の伸長も著明となり、培養2日目から検出されることが判明した。また、Ara-Cの濃度を適度に調節して、glia cellを低レベルてで生存させると、ニューロンのviabilityが高くなることを明らかにした。現在、KOマウス由来の脊髄後根神経節ニューロンを初代培養し、その基本的な性状につき検討中である。
3)野生型マウスとKOマウスの脊髄よりRNAを抽出し、KOマウスにおいて特異的に発現が低下又は消失する遺伝子の同定を行った。これらの中で、真に変性に関連する遺伝子を、cDNAの発現ベクターを構築して神経系培養細胞に導入して検討する予定である。
4)GD3合成酵素遺伝子のKOマウスの神経機能を解析し、脳の形態形成に大きな異常を認めなかったが、舌下神経の切断、再生実験で明らかな舌下神経核ニューロンの死滅の上昇と再生能の低下が見られた。よって、b系列ガングリオシドが神経修復に重要であることが示された。

Research Products

• [Publications] Michi-ichiro Ito et al.: "Specificity of carbohydrate structures of gangliosides in the activity to regenerate the rat axotornized hypoglossal nerve"Glycobiology. 11. 125-130 (2001)
• [Publications] Shoko Yoshida et al.: "Ganglioside GP2 in small cell lung cancer cell lines : Enhancement of cell proliferation and mediation of apoptosis"Cancer Res.. 61. 4244-4252 (2001)
• [Publications] Tsutomu Iwamoto et al.: "Lactosylceramide is essential for the osteoclastogenesis mediated by the macrophage-cdony stimulating factor and receptor activator of NF-kB tigand"J. Biol. Chem.. 276. 46031-46038 (2001)
• [Publications] Masahiko Okada et al.: "b-series ganglioside deficiency exhibits nodefinite changes in the neurogenesis and the sensitivity to Fas-mediated apotosis, but impairs regeneration of the lesioned hypoglossal nerve"J. Biol. Chem.. 277. 1633-1636 (2002)
• [Publications] Koichi Furukawa et al.: "Expression of the Gb3/CD77 synthase gene in megakoryoblastic leukemia cells : implication in the sensitivity to vetrotoxins"J. Biol. Chem.. (in press).
• [Publications] Teruhiko Mitsuda et al.: "Over-expression of ganglioside GM1 results in the dispersion of platelet derived growth factor receptor from glycolipid-enriched microdomains and in the suppression of cell growth signals"J. Biol. Chem.. (in press).