スフィンゴ糖脂質糖鎖による神経機能の健常性維持の分子機構

• 研究領域: 統合的神経機能の制御を標的とした糖鎖の作動原理解明
• 研究課題/領域番号: 23110008
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 中部大学 (2015-2016); 名古屋大学 (2011-2014)
• 研究代表者: 古川 鋼一 中部大学, 生命健康科学部, 教授 (80211530)
• 研究分担者: 鈴木 健一 京都大学, 物質－細胞統合システム拠点, 特定拠点准教授 (50423059)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 118,820千円 (直接経費: 91,400千円、間接経費: 27,420千円); 2015年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円); 2014年度: 20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円); 2013年度: 21,450千円 (直接経費: 16,500千円、間接経費: 4,950千円); 2012年度: 21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円); 2011年度: 35,230千円 (直接経費: 27,100千円、間接経費: 8,130千円)
• キーワード: ガンングリオシド / ノックアウト / 脂質ラフト / ガングリオシド / 糖脂質 / 細胞膜 / 相互作用 / 記憶学習 / LTP / アストロサイト / シナプス可塑性 / EMARS / シグナル / イメージング / ニューロン / グリア / 神経変性 / １分子イメージング

研究成果の概要

脳神経系に高発現するガングリオシドの機能と作用機構につき、脂質ラフトでの制御機能を中心に、糖鎖欠損マウスを用いて解明した。ガングリオシドが、ニューロンにおいて神経健常性維持に働くことが、ニューロン特異的B4galnt1トランスジェニックにより示された。St8sia1欠損マウスの解析から、b-系列ガングリオシドが脂肪細胞からのレプチン分泌に必須であり、視床下部のレプチン受容体の機能にはa-系列ガングリオシドが必須なことが明らかになった。さらに、マウスグリオーマモデルにおいて、GD2/GD3がPDGFRalphaとYesとの複合体を形成することで、グリオーマの悪性形質を増強することが示された。

研究成果

• [国際共同研究] Glasgow University(英国)
• [雑誌論文] Sialylation converts arthritogenic IgG into inhibitors of collagen-induced arthritis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohmi Y, Ise W, Harazono A, Takakura D, Fukuyama H, Baba Y, Narazaki M, Shoda H, Takahashi N, Ohkawa Y, Ji S, Sugiyama F, Fujio K, Kumanogoh A, Yamamoto K, Kawasaki N, Kurosaki T, Takahashi Y, Furukawa K.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: in press 号: 1 ページ: 11205-11205
  • DOI: 10.1038/ncomms11205
  • NAID: 120007135549
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] b-series gangliosides crucially regulate leptin secretion in adipose tissues. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ji S., Ohkawa Y., Tokizane K., Ohmi Y., Banno R., Furukawa K., Kiyama H. and Furukawa K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 459 号: 2 ページ: 189-195
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.01.143
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulatory function of glycosphingolipids in the inflammation and degeneration. (2015)
  • 著者名/発表者名: Furukawa K., Ohmi Y., Kondo Y., Ohkawa Y., Tajima O. and Furukawa K
  • 雑誌名: Arch Biochem Biophys 巻: 571 ページ: 58-65
  • DOI: 10.1016/j.abb.2015.02.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ganglioside GD3 enhances invasiveness via Yes activation by forming a complex of GD3/PDGFRα/Yes in gliomas (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ohkawa, Hiroyuki Momota, Akira Kato, Noboru Hashimoto, Yuhsuke Tsuda, Norihiro Kotani, Koichi Honke, Akio Suzumura, Keiko Furukawa, Yuhsuke Ohmi, Atsushi Natsume, Toshihiko Wakabayashi and *Furukawa K
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 32 ページ: 16043-16058
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.708834
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ganglioside GD3 Enhances Invasiveness of Gliomas by Forming a Complex with Platelet-derived Growth Factor Receptor α and Yes Kinase. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohkawa Y, Momota H, Kato A, Hashimoto N, Tsuda Y, Kotani N, Honke K, Suzumura A, Furukawa K, Ohmi Y, Natsume A, Wakabayashi T, Furukawa K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 290 号: 26 ページ: 16043-16058
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.635755
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Impaired O-linked N-acetylglucosaminylation in the endoplasmic reticulum by mutated EGF domain-specific O-linked N-acetylglucosamine transferase found in Adams-Oliver syndrome (2015)
  • 著者名/発表者名: M.Ogawa, S.Sawaguchi, T.Kawai, D.Nadano, T.Matsuda, H.Yagi, K.Kato, K.Furukawa, and T.Okajima
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 4 ページ: 2137-2149
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.598821
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TLR4-MD-2 complex is negatively regulated by an endogenous ligand, globotetraosylceramide. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo Y, Ikeda K, Tokuda N, Nishitani C, Ohto U, Akashi-Takamura S, Ito Y, Uchikawa M, Kuroki Y, Taguchi R, Miyake K, Zhang Q, Furukawa K, Furukawa K.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 110 ページ: 4714-479
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] β4GalT6 is involved in the synthesis of lactosylceramide with less intensity than β4GalT5 (2013)
  • 著者名/発表者名: Tokuda N, Numata S, Li X, Nomura T, Takizawa M, Kondo Y, Yamashita Y, Hashimoto N, Kiyono T, Urano T, Furukawa K, Furukawa K
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 23 号: 10 ページ: 1175-1183
  • DOI: 10.1093/glycob/cwt054
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The effects of age and ganglioside composition on the rate of motor nerve terminal regeneration following antibody-mediated injury in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Rupp A, Cunningham ME, Yao D, Furukawa K, Willison HJ
  • 雑誌名: Synapse 巻: 67 号: 7 ページ: 382-389
  • DOI: 10.1002/syn.21648
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trimeric Tn antigen on Syndecan-1 binds to integrins and enhances cancer metastasis via dynamic changes of membrane microdomains. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Y, Zhang Q, Akita K, Nakada H, Hamamura K, Tsuchida A, Okajima T, Furukawa K, Urano T, Furukawa K
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 33 ページ: 24264-24276
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.455006
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] GTDC2 modifies O-mannosylated α-dystroglycan in the endoplasmic reticulum to generate N-acetyl-glucosamine epitopes reactive with CTD110.6 antibody. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ogawa M, Nakamura N, Nakayama Y, Kurosaka A, Manya H, Kanagawa M, Endo T, Furukawa K, Okajim T
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 440 号: 1 ページ: 88-93
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.09.022
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TLR4-MD-2 complex is negatively regulated by an endogenous ligand, globotetraosylceramide in vascular endothelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Tokuda, N., Nishitani, C., Ohto, U., Akashi-TakKondo, Y., Tokuda, N., Nishitani, C., Ohto, U., Akashi-Takamura, S., Ito, Y., Uchikawa, M., Kuroki, Y., Miyake, K., Zhang, Q., Furukawa, K., Furukawa, K
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 110 号: 12 ページ: 4714-4719
  • DOI: 10.1073/pnas.1218508110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clostridium perfringens Alpha-toxin Recognizes the GM1a/TrkA Complex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Oda, M., Kabura, M., Takagishi, T., Suzue, A., Tominaga, K., Urano, S., Nagahama, M., Kobayashi, K., Furukawa, K., Furukawa, K., Sakurai, J.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 287 ページ: 33070-33079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic analysis of ganglioside-associated membrane molecules: Substantial basis for molecular clustering. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, N., Hamamura, K., Kotani, N., Furukawa, K., Kaneko, K., Honke, K., Furukawa, K.
  • 雑誌名: Proteomics 巻: 12 号: 21 ページ: 3154-3163
  • DOI: 10.1002/pmic.201200279
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential roles of gangliosides in the formation and maintenance of membrane microdomains in brain tissues. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuhsuke Ohmi
  • 雑誌名: Neurochemical Research 巻: 37 号: 6 ページ: 1185-1191
  • DOI: 10.1007/s11064-012-0764-7
  • 査読あり
• [学会発表] グリオーマにおいてGD3発現に伴って発現する遺伝子群の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大川祐樹, 野田誠也, 百田洋之, 加藤 彰, 張 璞, 古川圭子, 大海雄介, 夏目敦至, 若林俊彦, 古川鋼一
  • 学会等名: 日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] GD3-expressing glioma reduce M1-like phenotypes of glioma-associated microglia/macrophages via inflammatory cytokines (2016)
  • 著者名/発表者名: 張 璞, 大川祐樹, RH. Bhuiyan, 大海雄介, 高野舞子, 古川圭子, 古川鋼一
  • 学会等名: 日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] 関節リュウマチ抗原特異的抗体上のシリアル酸ll型コラーゲン誘導型関節炎を抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: 大海雄介, 伊勢 渉, 原園 景, 高倉大輔, 福山英啓, 川崎ナナ, 河原敏夫, 黒崎知博, 高橋宣聖, 古川鋼一
  • 学会等名: 第 89回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター・東北大川内北キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 癌関連スフィンゴ糖脂質糖鎖による細胞形質の制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 7. 古川圭子, 神戸真理子, 大川祐樹, 大海雄介, 竹内理香, 田島織絵, 古川鋼一
  • 学会等名: 第89回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター・東北大川内北キャンパス（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
• [学会発表] 関節炎惹起性IgGのシアル酸修飾は、コラーゲン誘発性関節炎の抑制機能を付与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 大海雄介、伊勢渉、原園景、高倉大輔、福山英啓、川崎ナナ、河原敏夫、 黒崎知博、 高橋宣聖、 古川鋼一
  • 学会等名: 第35回 日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県高知市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] グリオーマにおいてガングリオシドGD3はPDGFRαの発現を誘導する. (2016)
  • 著者名/発表者名: 大川祐樹, 百田洋之, 加藤 彰, 橋本 登, 古川圭子, 大海雄介, 夏目敦至, 若林 俊彦, 古川鋼一
  • 学会等名: 第35回 日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県高知市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] GD3は炎症性サイトカインを介してグリオーマ関連ミクログリアのM1様表現型を抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: 張 璞, 大川祐樹, Bhuiyan RH, 百田洋介, 若林俊彦, 大海雄介, 古川圭子, 岡島徹也. 古川鋼一
  • 学会等名: 第35回 日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県高知市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] Expression and roles of gangliosides GD1α GM1b in human cancer cell lines (2016)
  • 著者名/発表者名: Robiul Hasan Bhuiyan, Yuji Kondo, Tokiaki Yamaguchi, Noriyo Tokuda. Yuki Ohkawa, Yuhsuke Ohmi. Maiko Takano, Pu Zhang, Nobutoshi Esaki, Yoshio Yamauchi. Keiko Furukawa. Tetuya Okajima, Koichi Furukawa
  • 学会等名: 第35回 日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県高知市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 糖脂質糖鎖によるシグナルの制御のメカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一、大川祐樹、大海雄介、橋本登、古川圭子
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会 第88回日本生化学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（神戸市）
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] Novel functions and mechanisms of complex carbohydrates elucidated by glycosyltransferase gene knockout (2015)
  • 著者名/発表者名: Koichi Furukawa, Yuhsuke Ohmi, Yuki Ohkawa, Yuji Kondo, Orie Tajima, Keiko Furukawa
  • 学会等名: GLYCO23
  • 発表場所: クロアチア、スプリット
  • 年月日: 2015-09-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spatio-temporal dynamics of the interaction between glycosphingolipids and membrane molecules. (2014)
  • 著者名/発表者名: Koichi Furukawa
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Glycolipid & and Sphingolipid Biology
  • 発表場所: 東京大学理学部 東京都文京区
  • 年月日: 2014-01-10 – 2014-01-15
  • 招待講演
• [学会発表] がんにおける糖鎖の役割の解明とがん治療への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一
  • 学会等名: 腫瘍薬学会セミナー
  • 発表場所: 鈴鹿医療大学、三重県鈴鹿市
  • 年月日: 2013-10-30
• [学会発表] Proteomic Profiling of Ganglioside-Associated Microdomain in Malignant Melanomas. (2013)
  • 著者名/発表者名: Noboru Hashimoto, Kazunori Hamamura, Norihiro Kotani, Yuki Ohkawa, Keiko Furukawa, Koichi Honke, Koichi Furukawa
  • 学会等名: HUPO 12th Annual World Congress
  • 発表場所: Yokohama Pacifico、神奈川県Yokohama
  • 年月日: 2013-09-14 – 2013-09-18
• [学会発表] 複合糖質と糖鎖認識分子との相互作用の時空間的ダイナミクス (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一、近藤裕史、松本康之、古川圭子
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜パシフィック、神奈川県横浜市
  • 年月日: 2013-09-11 – 2013-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] 糖鎖による悪性形質の制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一、松本康之、橋本 登、大川祐樹、大海雄介、古川圭子
  • 学会等名: 第32回日本糖質学会ワークショップWS4
  • 発表場所: 大阪企業展示・会議場、大阪府大阪市
  • 年月日: 2013-08-08 – 2013-08-10
  • 招待講演
• [学会発表] ガングリオシド糖鎖による神経系細胞の機能調節メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一
  • 学会等名: 新学術領域研究 神経糖鎖 夏の班会議
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖（滋賀県守山市）
• [学会発表] identification of co-clustering proteins with GD3 in mouse astrocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川祐樹、古川鋼一
  • 学会等名: 新学術領域研究 神経糖鎖 夏の班会議
  • 発表場所: ラフォーレ琵琶湖（滋賀県守山市）
• [学会発表] グリオーマモデルマウスにおけるガングリオシドの発現解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大川祐樹、古川鋼一
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会
  • 発表場所: 大阪国際センター(大阪市）
• [学会発表] アストロサイトにおけるガングリオシド糖鎖の機能 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大海雄介、古川鋼一
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
• [学会発表] Involvement of complex carbohydrates in the cancer phenotypes and therapeutic application. (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Furukawa.
  • 学会等名: GlycoT 2012 Hannover 8th International Symposium on Glycosyltransferases
  • 発表場所: Hannover, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Roles of globo-series glycolipids in the regulation of LPS-TLR4 signals. (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Furukawa.
  • 学会等名: 14th International Congress of Histochemistry and Cytochemistry
  • 発表場所: 京都国際会議場（京都市）
  • 招待講演
• [学会発表] Essential roles of gangliosides in the protection of inflammation and neurodegeneration via the regulation of lipid rafts: elucidation by a series of gangliosidedeficient mice. (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Furukawa.
  • 学会等名: 21st International Synposium on Glycoconjugates
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 招待講演
• [学会発表] Regulatory mechanisms of malignant phenotypes of human cancers by tumor-associated carbohydrate antigens in the microdomains. (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Furukawa.
  • 学会等名: The 31st Naito Conference on Glycan Expression and Regulation[II]
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ（札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] 病理学におけるグライコーム研究―神経・筋、感染症、がん、再生医学― 医学における糖鎖研究の重要性。 (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一
  • 学会等名: 第8回日本病理学会2011カンファレンス松本
  • 発表場所: ホテルブエナビスタ（松本市）
  • 招待講演
• [図書] Roles of Glycosphingolipids in the Regulation of the Membrane Organization and Cell Signaling in Lipid Rafts (2016)
  • 著者名/発表者名: Furukawa K, Ohmi Y, Ohkawa Y, Hashimoto N, Kodo Y, Tajima O, Furukawa K
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: NOVA Science @blishers
• [図書] Annual Review 神経 (2013)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一、大海雄介、大川祐樹、古川圭子、田島織絵
  • 総ページ数: 260
  • 出版者: 中外医学
• [図書] シグナル伝達 研究最前線2012 実験医学増刊30 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一、浜村和紀、大川祐樹、大海雄介、古川圭子
  • 総ページ数: 222
  • 出版者: 実験医学
• [図書] GM3合成酵素欠損症、日本臨床 別冊 新領域別症候群シリーズ20「先天代謝異常症候群」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一、大海雄介、大川祐樹、徳田典代、古川圭子
  • 総ページ数: 910
  • 出版者: 日本臨床社
• [図書] 糖鎖修飾によるシグナル伝達の制御,「シグナル伝達の制御 シグナル伝達研究最前線2012 翻訳後修飾，解析技術，疾患との連関から創薬応用まで」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一
  • 出版者: 羊土社
• [図書] GM3合成酵素欠損症 (2012)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一
  • 出版者: 日本臨床
• [図書] ガングリオシド合成酵素, 糖鎖関連遺伝子ノックアウトマウス シリーズ モデル動物利用マニュアル 生物機能モデルと新しいリソース・リサーチツール (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一
  • 出版者: エル・アイ・シー
• [図書] グロボ系糖脂質素欠損マウス, 糖鎖関連遺伝子ノックアウトマウス シリーズ モデル動物利用マニュアル 生物機能モデルと新しいリソース・リサーチツール (2011)
  • 著者名/発表者名: 古川鋼一
  • 出版者: エル・アイ・シー