福山型筋ジストロフィーと類縁疾患の分子病態解明と治療法開発

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05353
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 小林 千浩 神戸大学, 医学研究科, 准教授 (90324780)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 糖鎖 / 筋ジストロフィー / 脳神経疾患 / 酵素 / 遺伝子 / ジストログリカノパチー / fukutin / α-dystroglycan

Outline of Annual Research Achievements

福山型筋ジストロフィー、muscle-eye-brain病、Walker-Warburg症候群を代表とするα-ジストログリカノパチーは、先天性の筋ジストロフィー、II型滑脳症、眼奇形を示す。本疾患群はα-dystroglycan上のO-mannose型糖鎖からリン酸基を介して伸びる側鎖の欠如が主原因であると考えられている。本研究では、その側鎖の完全構造決定と生合成分子機構の解明、その異常による脳の神経細胞移動異常に加え神経機能障害としての病態解析を行うこと、さらに、脳を中心とした治療実験も行い、臨床応用可能な治療法開発を目指すことを目的としている。
本年度は以下の実験を行ってきた。
１．α-DG機能糖鎖の完全構造決定と生合成機構の解明、α-DG機能糖鎖の生合成機構の解明として、fukutinとFKRPの基質CDP-ribitolのゴルジ体トランスポーター候補タンパク質はその活性を確認できなかった。ISPDの基質ribitol phosphateを生合成する酵素候補は、筋ジスとは異なる疾患の原因遺伝子であることが報告された。
２．O-Man型糖鎖の脳における意義の解明として、新たな関連機能タンパク質を同定することはできなかった。
３．α-DGpathyに対する治療法の模索：患者変異fukutinノックインマウスを用いた脳の治療として、アンチセンス核酸を髄注し脳のα-DG糖鎖修飾の回復を確認した。再生治療に関しては、安定した分化操作の検討で終わった。ISPD変異マウスおよび患者細胞を用いた補充療法の検討では、ISPD産物であるCDP-ribitol補充により、ゲノム編集培養細胞株や、ISPD変異マウスの筋注による骨格筋のα-DG糖鎖修飾の回復を確認したが、患者細胞では確認できなかった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Peking University First Hospital(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: Peking University First Hospital
• [Journal Article] Galectin 3?binding protein suppresses amyloid-β production by modulating β-cleavage of amyloid precursor protein (2020)
  • Author(s): Seki Tsuneyoshi、Kanagawa Motoi、Kobayashi Kazuhiro、Kowa Hisatomo、Yahata Naoki、Maruyama Kei、Iwata Nobuhisa、Inoue Haruhisa、Toda Tatsushi
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 295 Pages: 3678～3691
  • DOI: 10.1074/jbc.RA119.008703
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Crystal structures of fukutin-related protein (FKRP), a ribitol-phosphate transferase related to muscular dystrophy (2020)
  • Author(s): Kuwabara Naoyuki、Imae Rieko、Manya Hiroshi、Tanaka Tomohiro、Mizuno Mamoru、Tsumoto Hiroki、Kanagawa Motoi、Kobayashi Kazuhiro、Toda Tatsushi、Senda Toshiya、Endo Tamao、Kato Ryuichi
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 11 Pages: 303
  • DOI: 10.1038/s41467-019-14220-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Psychosocial Twin Cohort Studies in Japan: The Keio Twin Research Center (KoTReC) (2019)
  • Author(s): Ando Juko、Fujisawa Keiko、Hiraishi Kai、Shikishima Chizuru、Kawamoto Tetsuya、Nozaki Mari、Yamagata Shinji、Takahashi Yusuke、Suzuki Kunitake、Someya Yoshiaki、Ozaki Koken、Deno Minako、Tanaka Mami、Sasaki Shoko、Toda Tatsushi、Kobayashi Kazuhiro、Sakagami Masamichi、Okada Mitsuhiro、Kijima Nobuhiko、et al.
  • Journal Title: Twin Research and Human Genetics Volume: 22 Pages: 591～596
  • DOI: 10.1017/thg.2019.109
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Elimination of fukutin reveals cellular and molecular pathomechanisms in muscular dystrophy-associated heart failure (2019)
  • Author(s): Ujihara Yoshihiro、Kanagawa Motoi、Mohri Satoshi、Takatsu Satomi、Kobayashi Kazuhiro、Toda Tatsushi、Naruse Keiji、Katanosaka Yuki
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 10 Pages: 5754
  • DOI: 10.1038/s41467-019-13623-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characterization of dystroglycan binding in adhesion of human induced pluripotent stem cells to laminin-511 E8 fragment (2019)
  • Author(s): Sugawara Yumika、Hamada Keisuke、Yamada Yuji、Kumai Jun、Kanagawa Motoi、Kobayashi Kazuhiro、Toda Tatsushi、Negishi Yoichi、Katagiri Fumihiko、Hozumi Kentaro、Nomizu Motoyoshi、Kikkawa Yamato
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Pages: 13037
  • DOI: 10.1038/s41598-019-49669-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Triglyceride deposit cardiomyovasculopathy: a rare cardiovascular disorder (2019)
  • Author(s): Li Ming、Hirano Ken-ichi、Ikeda Yoshihiko、Higashi Masahiro、Hashimoto Chikako、Zhang Bo、Kozawa Junji、Sugimura Koichiro、Miyauchi Hideyuki、Suzuki Akira、Hara Yasuhiro、Takagi Atsuko、Ikeda Yasuyuki、Kobayashi Kazuhiro、Futsukaichi Yoshiaki、Zaima Nobuhiro、Yamaguchi Satoshi、Shrestha Rojeet、Nakamura Hiroshi、et al.
  • Journal Title: Orphanet Journal of Rare Diseases Volume: 14 Pages: 134
  • DOI: 10.1186/s13023-019-1087-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Wide distribution of alpha-synuclein oligomers in multiple system atrophy brain detected by proximity ligation (2019)
  • Author(s): Sekiya Hiroaki、Kowa Hisatomo、Koga Hinako、Takata Mariko、Satake Wataru、Futamura Naonobu、Funakawa Itaru、Jinnai Kenji、Takahashi Motonori、Kondo Takeshi、Ueno Yasuhiro、Kanagawa Motoi、Kobayashi Kazuhiro、Toda Tatsushi
  • Journal Title: Acta Neuropathologica Volume: 137 Pages: 455～466
  • DOI: 10.1007/s00401-019-01961-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Wide distribution of alpha-synuclein oligomers in MSA brain detected by proximity ligation (2019)
  • Author(s): 関谷博顕, 古和久朋, 古閑日奈子, 髙田真利子, 佐竹渉, 二村直伸, 舟川格, 陣内研二, 高橋玄倫, 近藤武史, 上野易弘, 金川基, 小林千浩, 戸田達史
  • Organizer: 第60回日本神経学会学術大会
• [Presentation] Galectin 3 binding proteinはBACE1活性しAβ産生を抑制する (2019)
  • Author(s): 関恒慶, 金川基, 小林千浩, 古和久朋, 八幡直樹, 丸山敬, 岩田修永, 井上治久, 戸田達史
  • Organizer: 第38回日本認知症学会学術集会
• [Presentation] Galectin 3 binding proteinは内在性のβ-セクレターゼ活性を制御することでAβ産生を抑制する (2019)
  • Author(s): 関恒慶, 金川基, 小林千浩, 古和久朋, 八幡直樹, 丸山敬, 岩田修永, 井上治久, 戸田達史
  • Organizer: 第92回日本生化学会大会
• [Remarks] 神戸大学大学院医学研究科分子脳科学分野ホームページ
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/clgene/