2015 Fiscal Year Research-status Report
ショウジョウバエ・ムコ多糖代謝異常症モデルを用いたヘパラン硫酸分解の意義の解明
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26840041
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
神村 圭亮 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 主席研究員 (30529524)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ヘパラン硫酸 / プロテオグリカン / ムコ多糖代謝異常症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヘパラン硫酸プロテオグリカンは細胞膜表面及び細胞外マトリックスの主要な構成分子である。この分子は共有結合しているヘパラン硫酸鎖を介して様々な細胞増殖因子や細胞接着分子等と結合し、それらの機能を調節することが知られている。ヘパラン硫酸が多様な分子と相互作用する一つの要因は、合成過程においてゴルジ体に局在する様々なエピメル化酵素及び硫酸転移酵素による修飾を受け、極めて多様な構造を有するためだと考えられている。一方、ヘパラン硫酸はリソソームにおいて、多数のグリコシダーゼ及びスルファターゼによって非還元末端から分解される。ヒトにおいてこれらの酵素の異常はヘパラン硫酸の分解に異常をきたし、骨格異常や精神発達遅滞を伴うムコ多糖代謝異常症を引き起こすことが知られている。しかしながらこれらの発達異常がどのような分子メカニズムにより引き起こされるのかは未だ分かっていない。そこで本研究ではモデル生物であるショウジョウバエを用いることで、発生過程におけるヘパラン硫酸の分解の役割を調べた。平成27年度はヘパラン硫酸分解酵素の一つであるイズロニダーゼのWntシグナルにおける機能を解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ヘパラン硫酸分解酵素の生理的役割を調べるためにイズロニダーゼ欠失変異体及びノックダウン個体を用いて解析した。平成26年度において我々はイズロニダーゼの異常がBMPシグナルの低下を引き起こすことを見出した。一方、ヘパラン硫酸プロテオグリカンはBMP以外にもWntなどのシグナル活性を調節することが知られている。そこでイズロニダーゼの異常がWnt変異体に類似した表現型を示すのか成虫翅を中心に調べたが、明らかな形態異常は観察されなかった。以上の結果から、ヘパラン硫酸の分解はある特定のシグナル伝達において重要な役割を有することが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
イズロニダーゼの異常によるヘパラン硫酸の蓄積は経過時間に伴って増加することが考えられる。そこで今後は発生過程に伴ってヘパラン硫酸の蓄積量、リソソームの形態、及びシグナル活性がどのように変化するのか免疫組織化学染色法により調べる予定である。また、イズロニダーゼの欠損の影響がもっとも顕著に出ると予測される老齢バエの行動や学習・記憶能力に関しても解析を行う。
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| Causes of Carryover |
平成27年度は実体顕微鏡を用いた形態観察が中心であり、消耗品等を多く使用する実験を行わなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
細胞内小器官及び糖鎖構造の詳細な解析を行うため、トランスジェニックハエの購入及び謝金に使用する予定である。
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