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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Elucidation of molecular mechanisms of neuronal differentiation and search for molecular markers of neurodegenerative diseases by glycoproteomics.

Research Project

Project/Area Number 21H02617
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

川崎 ナナ  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (20186167)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsグライコプロテオミクス / iPS細胞 / 神経分化 / 神経変性疾患 / LC/MS/MS / OGlcNAc / データ非依存的データ取得法 / 糖鎖合成酵素
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、神経変性疾患の診断法や治療法の開発に資する研究として、iPS細胞で作製した疾患モデル細胞を用いて、その疾患に特徴的な糖鎖修飾や糖鎖酵素を明らかにすることである。
令和4年度は、O型糖鎖の中でも特に神経変性疾患との関係が指摘されているOGlcNAc修飾と疾患の関係を明らかにすることを目的に、OGlcNAcプロテオミクス手法の開発を開始した。この手法では、網羅性と定量性に優れたデータ非依存的質量分析法(DIA-MS)を採用した。また、iPS細胞から回収したタンパク質のトリプシン消化物から、WGAレクチンを用いてOGlcNAcペプチドを濃縮し、そのマススペクトルデータを用いて、DIA-MSに必要なスペクトルライブラリを構築した。
令和5年度は、iPS細胞を用いてパーキンソン病 (PD) モデルを作製し、OGlcNAcプロテオミクスにより、PDに特徴的なOGlcNAc修飾タンパク質を同定することを目指した。PD家族性変異として知られるLRRK2のG2019S変異をiPSCに導入して作製した神経前駆細胞 (NPC) と、変異を導入していないコントロールNPCを神経細胞 (NC) へ分化させた。DIA-MSとライブラリサーチの結果、O-GlcNAcペプチドとして、既知のHCF1やBPTFなど27種のタンパク質に由来する43種のOGlcNAcペプチドを同定することができた。また、PDモデルではコントロール細胞よりもNPCではO-GlcNAc修飾程度が高いが、NCでは減少することが示唆された。今後は神経細胞からOGlcNAcペプチドを濃縮することでライブラリを拡張し、より多くのPD関連OGlcNAc修飾タンパク質を明らかにする予定である。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Comparative Analysis of Site-Specific N-glycosylation of LAMP1 from Breast Cancer Tissues2024

    • Author(s)
      Ohashi Shoko、Takakura Daisuke、Kobayashi Noritoshi、Tokuhisa Motohiko、Ichikawa Yasushi、Kawasaki Nana
    • Journal Title

      The Journal of Biochemistry

      Volume: 175 Pages: 561~572

    • DOI

      10.1093/jb/mvae001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Beta-1,4-galactosyltransferase-3 deficiency suppresses the growth of immunogenic tumors in mice2023

    • Author(s)
      Wei Heng、Naruse Chie、Takakura Daisuke、Sugihara Kazushi、Pan Xuchi、Ikeda Aki、Kawasaki Nana、Asano Masahide
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 14 Pages: 01~14

    • DOI

      10.3389/fimmu.2023.1272537

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] O-GalNAc glycosylation determines intracellular trafficking of APP and Aβ production2023

    • Author(s)
      Tachida Yuriko、Iijima Junko、Takahashi Kazuto、Suzuki Hideaki、Kizuka Yasuhiko、Yamaguchi Yoshiki、Tanaka Katsunori、Nakano Miyako、Takakura Daisuke、Kawasaki Nana、Saito Yuko、Manya Hiroshi、Endo Tamao、Kitazume Shinobu
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 299 Pages: 104905~104905

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.104905

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantitative Proteomics for the Development and Manufacturing of Human-Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Neural Stem Cells Using Data-Independent Acquisition Mass Spectrometry2023

    • Author(s)
      Urasawa Takaya、Koizumi Takumi、Kimura Kazumasa、Ohta Yuki、Kawasaki Nana
    • Journal Title

      Journal of Proteome Research

      Volume: 22 Pages: 1843~1854

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.2c00841

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comprehensive Membrane <i>N</i>-Glycoproteomics Using Human Breast Cancer Cell Line Pairs2023

    • Author(s)
      Takakura Daisuke、Yoshida Haruka、Ohashi Shoko、Kawasaki Nana
    • Journal Title

      Mass Spectrometry

      Volume: 12 Pages: A0117~A0117

    • DOI

      10.5702/massspectrometry.A0117

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] O-GlcNAcプロテオミクス手法の開発とパーキンソン病モデル細胞の神経分化におけるO-GlcNAc修飾の網羅的解析2023

    • Author(s)
      保科 隼佑・浦澤 貴哉・西村 梨香・芳﨑 雅人・高倉 大輔・菅原 亨・川崎 ナナ
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
  • [Presentation] O-GlcNAcプロテオミクスによるパーキンソン病モデル細胞の神経分化におけるO-GlcNAc修飾の解析2023

    • Author(s)
      保科 隼佑・浦澤 貴哉・西村 梨香・芳﨑 雅人・高倉 大輔・菅原 亨・川崎 ナナ
    • Organizer
      グライコ東京2023
  • [Presentation] ヒトiPS細胞の神経分化に伴うプロテオグリカンプロファイルの解析2023

    • Author(s)
      高下寛生、西村梨香、高倉大輔、川崎ナナ
    • Organizer
      グライコ東京2023
  • [Presentation] ヒト人工多能性幹細胞の神経分化に伴うプロテオグリカンプロファイルの解析2023

    • Author(s)
      高下寛生・西村梨香・川崎ナナ
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] データ非依存的取得LC/MS/MSを用いたヒト人工多能性幹細胞神経分化におけるリン酸化タンパク質の定量解析2023

    • Author(s)
      勝野恵梨・西村梨香・高倉大輔・川崎ナナ
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] データ非依存的取得質量分析法を用いた神経分化関連O-GlcNAc修飾タンパク質の探索2023

    • Author(s)
      保科隼佑・浦澤貴哉・西村梨香・高倉大輔・川崎ナナ
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 細胞製品製造とクオリティ・バイ・デザイン(QbD)2023

    • Author(s)
      川崎ナナ
    • Organizer
      第75回日本生物工学会大会
    • Invited
  • [Presentation] Proteomic and glycoproteomic approaches for development and manufacturing of human induced pluripotent stem cells derived products2023

    • Author(s)
      Takaya Urasawa, Nana Kawasaki
    • Organizer
      Asia-Oceania Mass Spectrometry Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] DIA-MSを利用したMAMによる細胞加工製品の品質管理戦略2023

    • Author(s)
      川崎ナナ
    • Organizer
      BMS (Biological Mass Spectrometry)
    • Invited
  • [Presentation] データ非依存的取得法を用いた細胞内O-GlcNAc修飾タンパク質の定量解析2023

    • Author(s)
      保科隼佑・西村梨香・浦澤貴哉・高倉大輔・川崎ナナ
    • Organizer
      第71回質量分析総合討論会

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Published: 2024-12-25  

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