筋ジストロフィー原因糖鎖の解析と神経機能障害の治療法開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26670499
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 小林 千浩 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (90324780)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 糖鎖 / ジストログリカノパチー / 福山型筋ジストロフィー / 質量分析 / NMR構造解析 / 糖転移酵素 / α-dystroglycan / 神経機能障害

Outline of Annual Research Achievements

福山型筋ジストロフィー、muscle-eye-brain病、Walker-Warburg症候群を代表とするジストログリカノパチーは、先天性の筋ジストロフィー、II型滑脳症、眼奇形を示す。本疾患群はα-dystroglycan上のO-マンノース型糖鎖、特にマンノースの６位炭素からリン酸基を介して伸びる側鎖の欠如が主原因であると考えられているが、その構造や生合成機構は未解明である。また、本疾患群の精神遅滞は脳奇形ばかりでなく、神経の機能障害による可能性もある。本研究では、この側鎖の未知部分の構造決定と生合成過程解明、神経機能障害との関連とその治療の可能性について検討してきた。
本年度は以下の実験を行ってきた。
１．前年度から継続し、O-Man型糖鎖のリン酸基に結合した未知構造の決定、機能未知のα-DGpathy原因遺伝子の機能解析、モデルマウスを用いた行動やLTPの神経機能解析を行ってきた。未知の糖鎖構造、原因遺伝子の機能が次第に明らかになってきた。患者変異fukutinノックインマウスの行動解析で表現型が明確でなかった。まだ中途段階の成果であるので、継続して実験を行う必要がある。
２．新たなO-Man型糖鎖修飾標的タンパク質、新たなα-DGのリガンドの同定：中枢神経特異的fukutinノックアウトマウスの脳組織より抽出したタンパク質を検索したが、正常と差のあるものを見出していない。fukutin欠損細胞より抽出しα-DGとの結合が変化するタンパク質を検索したが、正常と差のあるものを見出していない。
３．モデルマウスを用いた脳内投与治療の検討：アンチセンス核酸を用いた脳内投与治療を検討した。患者変異fukutinノックインマウスの行動解析で表現型が明確でなかったため行動での検討はできず、生化学的な治療効果検討を行った。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Peking University First Hospital(中国)
  • Country Name: CHINA
  • Counterpart Institution: Peking University First Hospital
• [Journal Article] Identification of a post-translational modification with ribitol-phosphate and its defect in muscular dystrophy (2016)
  • Author(s): Kanagawa M, Kobayashi K, Tajiri M, Manya H, Kuga A, Yamaguchi Y, Akasaka-Manya K, Furukawa J, Mizuno M, Kawakami H, Shinohara Y, Wada Y, Endo T, Toda T
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 14 Pages: 2209-2223
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.02.017
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Fukutin is prerequisite to ameliorate muscular dystrophic phenotype by myofiber-selective LARGE expression (2015)
  • Author(s): Ohtsuka Y, Kanagawa M, Yu CC, Ito C, Chiyo T, Kobayashi K, Okada T, Takeda S, Toda T
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 5 Pages: 8316
  • DOI: 10.1038/srep08316
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Founder mutation causes classical Fukuyama congenital muscular dystrophy (FCMD) in Chinese patients (2015)
  • Author(s): Yang H, Kobayashi K, Wang S, Jiao H, Xiao J, Toda T, Wu X, Xiong H
  • Journal Title: Brain and Development Volume: 37 Pages: 880-886
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2015.02.010
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A de novo mutation of the MYH7 gene in a large Chinese family with autosomal dominant myopathy (2015)
  • Author(s): Oda T, Xiong H, Kobayashi K, Wang S, Satake W, Jiao H, Yang Y, Cha PC, Hayashi YK, Nishino I, Suzuki Y, Sugano S, Wu X, Toda T
  • Journal Title: Human Genome Variation Volume: 2 Pages: 15022
  • DOI: 10.1038/hgv.2015.22
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 糖転移酵素LARGE活性を応用したジストログリカノパチー治療の検討 (2015)
  • Author(s): 大塚 喜久、金川 基、千代 智子、小林 千浩、岡田 尚巳、武田 伸一、戸田 達史
  • Organizer: 第３４回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 東京大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2015-07-31 – 2015-08-01
• [Presentation] Fukutin is prerequisite to ameliorate muscular dystrophy by LARGE expression (2015)
  • Author(s): 大塚 喜久、金川 基、游 智傑、伊藤 千代美、千代 智子、小林 千浩、 岡田 尚巳、武田 伸一、戸田 達史
  • Organizer: 第５６回日本神経学会学術大会
  • Place of Presentation: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2015-05-20 – 2015-05-23
• [Remarks] 神戸大学大学院医学研究科分子脳科学分野ホームページ
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/clgene/