Controlling pluripotent stem cells by sugar chains - Can maintenance and differentiation of pluripotency be obtained by modifying biosynthetic pathway of sugar chain?

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07786
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 相川 順一 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (10260192)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 多能性幹細胞 / ES細胞 / 糖鎖 / ゴルジマンノシダーゼ / レチノイン酸

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題はアスパラギン結合型糖鎖の生合成を制御することで、多能性幹細胞の未分化維持に関する知見を得ることを目的とした。
（１）マウスゴルジマンノシダーゼIA発現抑制による糖鎖構造への影響：未分化のマウスES細胞TT2にゴルジマンノシダーゼIA（MAN1A1）発現抑制用siRNAを導入した。その結果、細胞の糖鎖構造は、コントロールのGAPDH発現抑制用siRNA導入細胞と同様であった。TT2の未分化状態の糖鎖形成にMAN1A1は寄与していないと考えられた。
（２）マウスゴルジマンノシダーゼIA欠損細胞の樹立：ES細胞TT2にMAN1A1ｇRNAを発現するプラスミドDNAを導入した。マーカーを指標に候補細胞を回収した。得られた候補細胞の中には、分化時に糖鎖構造が変化したものが見出された。
（３）キフネンシン添加による効果：マンノシダーゼ阻害剤キフネンシンはMAN1A1の活性も阻害する。レチノイン酸の添加によりES細胞を分化させる系で、キフネンシンを添加したところ、１）糖鎖構造の解析から高マンノース型糖鎖のプロセッシング阻害が確認された一方、２）細胞形態に顕著な変化は見られなかった。また、キフネンシンの代わりにRNAiの手法により、mMAN1A1の発現抑制を行ったが、形態変化に関しては同様であった。
（４）MAN1A1の転写開始点上流領域に見いだされたEST：ESTの機能解析の過程で、RT-PCR法によりその発現パターンを調べた。その結果、予想される転写物の一部の領域の発現が、TT2の分化に伴い変化することが見出された。