Identification of glycoproteins as markers of depression

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10189
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 山形 弘隆 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (10549934)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 幸治 山口大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00292912) ; 内田 周作 山口大学, 医学部附属病院, 講師 (10403669)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: Glycosylation / Depression

Outline of Annual Research Achievements

うつ病の診断は、未だ症状の組み合わせから判断する操作的診断法しかなく、客観的で簡便なバイオマーカーの発見が切に望まれている。糖鎖は神経機能の調節などにおいて重要な役割を果たしていることが知られており、精神疾患との関連も示唆されているが、糖鎖とうつ病の関係はほとんど明らかになっていない。我々は、うつ病患者および慢性ストレス負荷うつ病モデルマウスの血漿を用いたレクチンアレイ解析から、α2-6結合シアル酸を持つ糖鎖に特異的に結合するレクチン（SSA, SNA, TJA-I）の結合性が抗うつ効果やストレス反応によって変化することを発見した。そこで、うつ病患者白血球から抽出したRNAを用いて、8種類のα2-6結合シアル酸トランスフェラーゼ（ST6GAL1-2、ST6GALNAC1-6）の発現変化を調べたところ、寛解期うつ病患者のST6GALNAC2の発現が、うつ病期うつ病患者よりも減少していることが分かった。次に、アフィニティクロマトグラフィーを用いて、複数の異なる条件下でTJA-Iに結合する糖タンパク質精製を試みた。株式会社J-オイルミルズより提供いただいた精製TJA-Iタンパク質をリガンドとしてNHSビーズにカップリングさせた後に健常者血漿と反応させた。十分洗浄を行った後にラクトースと競合させてTJA-I結合タンパク質を溶出した。溶出したタンパク質をポリアクリルアミドゲル電気泳動により分離させた。銀染色法を用いて溶出タンパク質を検出したところ、複数のバンドが同定できる条件が分かった。今後、患者サンプルと健常者サンプルとの比較を行い、うつ病患者特異的なバントを同定したい。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

H28年度の目標は主に２つであり、①レクチン結合タンパクの同定と②糖鎖付加酵素の発現解析である。①については、レクチンの一つであるTJA-Iから、マーカー候補となる糖タンパク質を精製することが出来た。②については、うつ病患者白血球RNAを用いて、各α2-6結合シアル酸トランスフェラーゼ発現解析を行い、寛解期うつ病患者でST6GALNAC2が減少することを発見した。うつ病評価のためのバイオマーカー同定までは至っていないが、研究初年度の進捗としては、概ね順調だと考えられた。

Strategy for Future Research Activity

抗体オーバーレイ・レクチンマイクロアレイ法でうつ病患者血漿をブロットし、うつ病治療反応性や診断マーカーとして利用を目指すために、うつ病患者に特異的に変化しているTJA-I結合タンパク質を同定していく。同定されたタンパク質については、うつ病モデルマウス脳内での役割についても検討が必要である。

Causes of Carryover

現在、成果について論文投稿中であり、追加実験などの予定が立てづらかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度使用額については、SDS-PAGE用ゲルなどの消耗品に使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] CRTC1 Nuclear Translocation Following Learning Modulates Memory Strength via Exchange of Chromatin Remodeling Complexes on the Fgf1 Gene. (2017)
  • Author(s): Uchida S, Teubner BJ, Hevi C, Hara K, Kobayashi A, Dave RM, Shintaku T, Jaikhan P, Yamagata H, Suzuki T, Watanabe Y, Zakharenko SS, Shumyatsky GP.
  • Journal Title: Cell Rep. Volume: 18 Pages: 352-366
  • DOI: doi: 10.1016/j.celrep.2016.12.052.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Hippocampal microRNA-124 enhances chronic stress resilience in mice (2016)
  • Author(s): Higuchi F, Uchida S, Yamagata H, Abe-Higuchi N, Hobara T, Hara K, Kobayashi A, Shintaku T, Itoh Y, Suzuki T, Watanabe Y
  • Journal Title: J Neurosci. Volume: 36 Pages: 7253-7267
  • DOI: doi: 10.1523/JNEUROSCI.0319-16.2016.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Disrupted orbitomedial prefrontal limbic network in individuals with later-life depression (2016)
  • Author(s): Harada K, Matsuo K, Nakashima M, Hobara T, Higuchi N, Higuchi F, Nakano M, Otsuki K, Shibata T, Watanuki T, Matsubara T, Fujita Y, Shimoji K, Yamagata H, Watanabe Y.
  • Journal Title: J Affect Disord. Volume: 204 Pages: 112-119
  • DOI: doi: 10.1016/j.jad.2016.06.031.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Identification of biomarkers in blood in geriatric patients with early-onset major depressive disorder (2016)
  • Author(s): YAMAGATA H, UCHIDA S, HARADA K, HIGUCHI F, MATSUO K, MIYATA S, FUKUDA M, MIKUNI M, WATANABE Y
  • Organizer: Neuroscience 2016, SfN's 46th annual meeting
  • Place of Presentation: San Diego Convention Center, USA
  • Year and Date: 2016-11-13 – 2016-11-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] BubR1 を介した神経突起伸展の制御 (2016)
  • Author(s): 山形弘隆、内田周作、樋口文宏、芳原輝之、渡邉 義文
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: 福岡コンベンションセンター（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2016-09-10 – 2016-09-10
• [Presentation] Hippocampal microRNA-124 enhances chronic stress resilience in mice (2016)
  • Author(s): 樋口文宏、内田周作、山形弘隆、渡辺義文
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: 福岡コンベンションセンター（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2016-09-10 – 2016-09-10
• [Presentation] 高齢うつ病患者の脳構造学的・機能学的異常に関する縦断MRI 研究 (2016)
  • Author(s): 原田健一郎、松尾幸治、生田敏一、中島麻美、樋口文宏、樋口尚子、柴田朋彦、芳原輝之、中野雅之、大朏孝治、綿貫俊夫、山形弘隆、松原敏郎、渡邉義文
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: 福岡コンベンションセンター（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2016-09-10 – 2016-09-10
• [Presentation] うつ病と神経細胞死 (2016)
  • Author(s): 山形弘隆、内田周作、樋口文宏、渡邉義文
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: 福岡コンベンションセンター（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2016-09-09 – 2016-09-09
• [Presentation] うつ病の発病脆弱性の分子機構を考える (2016)
  • Author(s): 渡辺義文、内田周作、山形弘隆、樋口文宏
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: 福岡コンベンションセンター（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2016-09-09 – 2016-09-09
• [Presentation] ストレス適応破綻からみたうつ病態におけ る神経可塑性異常とその分子基盤 (2016)
  • Author(s): 内田周作、山形弘隆、芳原輝之、樋口文宏、樋口尚子、渡辺義文
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: 福岡コンベンションセンター
  • Year and Date: 2016-09-08 – 2016-09-08
• [Presentation] Hippocampal SIRT1 signaling mediates stress resilience and susceptibility in mice (2016)
  • Author(s): 内田周作、樋口尚子、山形弘隆、樋口文宏、芳原輝之、原久美子、古林亜由美、渡辺義文
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会
  • Place of Presentation: 福岡コンベンションセンター（福岡県・福岡市）
  • Year and Date: 2016-09-08 – 2016-09-08