2018 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the novel functions of EXTL3 involved in the biosynthesis of heparan sulfate in brains and T cells
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18K06670
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| Research Institution | Meijo University |
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Principal Investigator |
山田 修平 名城大学, 薬学部, 教授 (70240017)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヘパラン硫酸 / EXTL3 / ノックアウトマウス / 脳 / T細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
EXTL3のもつ生物学的機能を明らかにしようとしている。EXTL3はヘパラン硫酸生合成酵素の１つと考えられているが、同じくヘパラン硫酸の糖鎖骨格の形成に関わるEXT1/EXT2とは若干性質が異なる。つまり、細胞内での局在部位やノックアウトマウスの致死となる時期、ヘテロ接合体での表現型、生合成過程での硫酸化修飾に与える影響などが異なっている。そこで、特定の臓器（脳とT細胞）に注目し、これらの臓器での特異的な欠損を利用することにより、EXTL3の果たす生物学的意義を解明しようとしている。今年度は、脳のグルタミン酸作動性神経に特異的にExtl3を欠損させたコンディショナルノックアウトマウスを作成した。このマウスを用いて、外見上の特徴の観察、行動上の特徴の観察を行った。行動観察に関してはオープンフィールドテストを行った。これまでのところ、外見上の特徴は特に目立ったものはなく、オープンフィールドテトでも同腹子の野生型マウスと比較して、目立った異常は検出されていない。また、T細胞に特異的にExtl3を欠損させたコンディショナルノックアウトマウスを作成した。外見上の特徴を観察したが、今のところ、目立った異常は検出されていない。EXTL3変異患者由来の細胞を培養し、各グリコサミノグリカン鎖を精製し、その含有量、二糖組成を調べた。患者の細胞に由来するヘパラン硫酸は、その含有量が、健常人のものと比較して減少していた。引き続き、詳細な解析を行っている。これらの研究成果の一部は、国内および国際学会において、発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
マウスの繁殖と細胞の培養に時間がかかり、解析の開始が若干遅れため、十分な成果が出ていない。しかし、マウスの繁殖も順調に進んでおり、患者由来の細胞も十分増殖するようになってきた。これらのマウスや細胞を利用して解析を進め、2019年度には遅れを取り戻せるだけの結果が出るものと期待している。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳のグルタミン酸作動性神経に特異的にExtl3を欠損させたコンディショナルノックアウトマウスに関しては、引き続き解析を行っていく。マウスの行動に関しては、Y-迷路試験、新奇物体認識試験等を実施し、短期および物体認知記憶などの脳機能を調べる。また、免疫組織的な解析も行う。発生段階の異なる脳を用いて、脳内でのヘパラン硫酸とEXTL3の分布を、各成分に特異的な抗体を利用して免疫組織染色により調べ、大脳や海馬の発生や機能への影響を探索する。さらに、異なる発生段階で脳を摘出し、脳をさらに細かく分け、各部位でのヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸の構造を解析し、ヘテロあるいは野生型の同腹子と比較する。具体的には、各グリコサミノグリカン鎖の含有量、二糖組成、鎖長を調べる。
T細胞で特異的にEXTL3を欠損させたコンディショナルノックアウトマウスに関しては、引き続き、得られたマウスの外見上の特徴、行動上の特徴を観察する。また、血球を採取し、ヘパラン硫酸、コンドロイチン硫酸の構造を解析し、ヘテロあるいは野生型の同腹子と比較する。T細胞の分化の程度について、FACSで解析することを検討している。
EXTL3変異患者由来の細胞に関しては、さらに詳細に各グリコサミノグリカン鎖の構造を調べる。特に鎖長の変化を調べる。
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[Presentation] ヘパラン硫酸生合成酵素であるEXTL3の変異は免疫異常を伴う新たなタイプの脊椎骨端骨幹端異形成症を引き起こす2018
Author(s)
Long Guo, Nursel H Elcioglu, Shuji Mizumoto, Zheng Wang, Bilge Noyan, Hatice M Albayrak, Shuhei Yamada, Naomichi Matsumoto, Noriko Miyake, Gen Nishimura, Shiro Ikegawa
Organizer
日本生化学会中部支部第82回例会・シンポジウム
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