2015 Fiscal Year Research-status Report
アルツハイマー病促進因子「バイセクト糖鎖」により制御される新規輸送メカニズム
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26670148
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
木塚 康彦 国立研究開発法人理化学研究所, 疾患糖鎖研究チーム, 研究員 (20564743)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 糖鎖 / アルツハイマー病 / BACE1 / バイセクト糖鎖 / GnT-III |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、いまだ不明な点が多いアルツハイマー病発症の分子メカニズムをこれまでにない糖鎖の視点から探ることを目的にしている。最近「バイセクト糖鎖」と呼ばれる特徴的な糖鎖がin vivoレベルでアルツハイマー病の発症を促進させることが明らかになったことから、本研究課題ではこの知見を発展させ、バイセクト糖鎖が細胞内でどのように認識され、機能しているのか、その分子機構の解明を目的とする。
これまでに、バイセクト糖鎖によって機能が調節されるアルツハイマー関連糖タンパク質のBACE1に着目し、BACE1と特異的に相互作用する糖鎖結合タンパク質Clec4gを見出した。そしてClec4gはBACE1の細胞内分布を制御することによってアルツハイマー病の原因と言われるアミロイドβペプチドの産生を負に制御していることを明らかにした。これらの成果はFEBS Letters誌に掲載された。さらに、バイセクト糖鎖によるBACE1の細胞内分布とリソソームにおける分解制御には、加齢やアミロイド蓄積に伴う酸化ストレスが関わっていることを明らかにした。これらの成果はBiochemical Journal誌に掲載された。また現在、これらの成果をまとめた総説をMolecular Aspects of Medicine誌とGlycoconjugate Journal誌に寄稿しており、来年度には出版される見通しとなっている。さらに、BACE1以外のバイセクト糖鎖修飾タンパク質でも同様の現象が見られるかどうかを確かめるため、現在バイセクト糖鎖含有糖タンパク質の網羅的な同定を試みている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成26年度に予想以上に早くBACE1相互作用分子Clec4gが同定できたため、糖鎖を介したこれらの分子の機能解析が予想以上に進展し、FEBS Letters誌とBiochemical Journal誌へ2報の原著論文を掲載するに至った。またBACE1だけにとどまらず、他のバイセクト糖鎖修飾タンパク質でもBACE1と類似の機能を有するかを探索するため、他のバイセクト糖鎖修飾タンパク質の網羅的同定を行っている。これは当初は計画していなかったが、研究が予想以上に早く進展したために実施可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、脳からバイセクト糖鎖含有糖タンパク質を網羅的に同定する。得られた糖タンパク質の細胞内局在を野生型マウスとバイセクト糖鎖欠損マウス(GnT-III)の脳で比較し、バイセクト糖鎖が細胞内局在を制御する新しい機能性分子であることを示す。さらにその分子メカニズムを明らかにするため、バイセクト糖鎖と特異的に結合する細胞内タンパク質を生化学的に同定する。また、バイセクト糖鎖修飾タンパク質の一次構造、二次構造から、これまで謎であったバイセクト糖鎖修飾のためのコンセンサスモチーフの探索を試みる。これらの解析によって、バイセクト糖鎖が細胞内で果たす役割を明らかにし、アルツハイマー病を初めとする疾患の新しい治療薬、マーカー開発のための一助となる知見を得る。
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| Causes of Carryover |
27年度は、同定したClec4gを介するBACE1の機能解析と、酸化ストレスによるバイセクト糖鎖を介したBACE1の機能制御に関する研究が予想以上に進展し、2報の原著論文の掲載に至った。続いてマウス脳からのバイセクト糖鎖含有糖タンパク質の網羅的同定を試みている。27年度は、2報の論文作成と、計画しているバイセクト糖鎖含有糖タンパク質同定の予備実験にかなりの時間を費やした。その間、予想していたよりも消耗品の使用が抑えられ、18万円程度の残額が生じた。残額は28年度に計画している実験の消耗品費として使用する予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後は、脳からバイセクト糖鎖含有糖タンパク質を、特異的レクチンを用いて生化学的に単離し、質量分岐を用いて網羅的に同定する。得られた糖タンパク質の細胞内局在を野生型マウスとバイセクト糖鎖欠損マウス(GnT-III)の脳で比較し、バイセクト糖鎖が細胞内局在を制御する新しい機能性分子であることを示す。さらにその分子メカニズムを明らかにするため、バイセクト糖鎖と特異的に結合する細胞内タンパク質を生化学的に同定する。また、バイセクト糖鎖修飾タンパク質の一次構造、二次構造から、これまで謎であったバイセクト糖鎖修飾のためのコンセンサスモチーフの探索を試みる。これらの解析によって、バイセクト糖鎖が細胞内で果たす役割を明らかにし、アルツハイマー病を初めとする疾患の新しい治療薬、マーカー開発のための一助となる知見を得る。
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[Presentation] Bisecting GlcNAc modification is a novel therapeutic target for Alzheimer’s disease2015
Author(s)
Kizuka Y, Kitazume S, Saido T, Nakano M, Ohnuki T, Shirouzu M, Yoshida M, Zegzouti H, Endo T, Taniguchi N
Organizer
RIKEN-Max Planck Joint Research Center for Systems Chemical Biology, The 4th symposium
Place of Presentation
神戸
Year and Date
2015-05-11 – 2015-11-14
Int'l Joint Research
