Structure and the functions of novel glycosphingolipids identified in peroxisome disease by lipidomics analysis

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K08218
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Teikyo University
• Principal Investigator: Yokoyama Kazuaki 帝京大学, 薬学部, 教授 (50246021)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 副腎白質ジストロフィー / スフィンゴ糖脂質 / 極長鎖脂肪酸 / 酸化リン脂質 / コレステロールエステル / 質量分析 / 網羅的解析 / ペルオキシソーム

Outline of Final Research Achievements

In adrenoleukodystrophy (ALD), a peroxisome disease, various lipid species containing very long chain fatty acids (VLCFAs) accumulate in tissues throughout the body and acquired inflammatory demyelination occurs in the cerebral white matter. In this study, we performed structural analysis of three out of four novel glycosphingolipids found in autopsy brains of ALD patients. We also identified six species of glycosphingolipids containing VLCFAs in ALD patient fibroblasts. An acyltransferase responsible for the synthesis of phosphatidylcholine containing VLCFAs was identified, and oxidized phospholipid species specific to ALD patient plasma were detected. Furthermore, we found that a specific cholesterol fatty acid ester species was localized in the white matter of an autopsy ALD patient brain.

Free Research Field

脂質生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ペルオキシソーム病の副腎白質ジストロフィー(ALD)では、極長鎖脂肪酸を含有する各種脂質分子種が蓄積し、大脳白質での後天的な炎症性脱髄により発症する。極長鎖脂肪酸含有脂質分子種の発症への関与が疑われており、その合成酵素の解明に向けて大きく進展した。一方でALD患者剖検脳での新奇スフィンゴ糖脂質の構造解析とコレステロール脂肪酸エステルの蓄積の発見は、極長鎖脂肪酸以外にも脂質代謝系に異常が生じていることを示唆しており、ALD発症機構の一翼を担っている可能性が示された。発症機構の解明を進めることにより、創薬ターゲットの確立に道を開くものである。