A new concept of glycan signaling for cell regulation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K18251
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 48:Biomedical structure and function and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Kadomatsu Kenji 名古屋大学, 糖鎖生命コア研究所, 所長 (80204519)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: ヘパラン硫酸 / ALK / PTPRσ / LAR / 糖鎖

Outline of Final Research Achievements

It has been believed that intracellular signaling via receptors, like proteins, is not possible for glycans. We have determined the downstream signals of recently discovered glycan receptors and the core structure of their glycan ligands, and elucidated the regulation of neuronal axon regeneration by them. The focus of this study was to establish a new concept of “glycan signaling” by taking a multifaceted approach. We found that in addition to the receptor tyrosine phosphatase PTPσthe receptor tyrosine kinase ALK acts as a glycan receptor, and that the long glycans chondroitin sulfate and heparan sulfate send opposite intracellular signals via a common substrate under these receptors and show opposite phenotypes for axon regeneration.

Free Research Field

糖鎖生物学、医化学、病態医化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題でカバーされた一連の研究により、機能性糖鎖リガンドが明確に存在し、複層的な分子スイッチとしての役割さえも果たしている実態を示すことができた。加えて、本研究は長鎖ヘパリンの受傷後神経回復促進や糖脂質の運動学習への貢献などの予期せぬ発見ももたらした。成果の一部は臨床的にも応用が可能と期待されるものが含まれている。さらに、糖鎖の期待以上の様々な生物学的活性を示すことができ、現在、我が国を起点にうねりが起きようとしている、第３の生命鎖である糖鎖を軸とした生命科学の新しい展開への一助となった。