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糖鎖変異マウスを用いたスフィンゴ糖脂質の生体内機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13470021
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 医化学一般
研究機関名古屋大学

研究代表者

古川 鋼一  名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (80211530)

研究分担者 古川 圭子  名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (50260732)
浦野 健  名古屋大学, 大学院・医学系研究科, 助教授 (70293701)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
14,500千円 (直接経費: 14,500千円)
2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2002年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
2001年度: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
キーワード糖転移酵素 / ガングリオシド / ターゲッティング / ニューロン / 神経変性 / 小脳 / プルキンエ細胞 / 後根神経節 / ノックアウト / サブトラクション / 脊髄 / プロキンエ細胞
研究概要

本研究では、シアル酸を含む酸性スフィンゴ糖脂質であるガングリオシド糖鎖が、主に神経系組織において果たしている役割と、その分子メカニズムに関して、その合成酵素(糖転移酵素)遺伝子のノックアウトマウスを用いて解析した。対象としたノックアウトマウスは、複合型ガングリオシドを欠損するGM2/GD2合成酵素ノックアウト、b-系列ガングリオシドを欠損するGD3合成酵素ノックアウトマウス、上記2種類ノックアウトマウスを交配して得たダブルノックアウトマウス、そしてこれらの前駆体であるラクトシルセラミドの合成酵素であるβ4ガラクトース転移酵素6小脳などである。複合型ガングリオシド欠損マウスでは、加齢とともに末梢神経および脊髄の変性、破壊が認められ、また小脳においても著明な萎縮・変性が認められた。一方、b-シリーズガングリオシドを欠損するGD3合成酵素ノックアウトマウスでは、一見して明らかな異常は見られなかったが、行動異常解析でオスにおいてのみ明らかな高次機能の異常が認められた。また、これらのダブルノックアウトマウスにおいては、幼弱マウスでも明らかな神経変性が認められ、12週齢ころより顔面と頚部を中心に、難治性皮膚損傷が出現した。その発症メカニズムとして、末梢神経の変性に基づく痛覚の低下が原因となって、損傷部に対する頻回の掻爬行動がくり返されることがトリッガーとなっているものと思われた。これまで、DNAアレイやcDNAサブトラクション法により、糖鎖変異マウスにおいて発現レベルが大きく変動している遺伝子の同定を行ってきたが、まだ決定的に重要な遺伝子を同定するには至っていない。今後、特定部位からのRNA抽出法と、微量RNAを用いた発現レベルの比較検討により、変性と再生に関わる遺伝子を同定し、それらの分子機能を明らかにする予定である。

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] Mitsuda, T., Furukawa, K., Fukumoto, S.: "Over-expression of ganglioside GM1 results in the dispersion of platelet derived growth factor receptor from glycolipid-enriched microdomains and in the suppression of cell growth signals."J.Biol.Chem.. 277. 11239-11246 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inoue, M., Fujii, Y., Furukawa, K.: "Refractory skin injury in the complex knock-out mice expressing only GM3 ganglioside."J.Biol.Chem.. 277. 29881-29888 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okada, M., Itoh, M., Haraguchi, M.: "b-series ganglioside deficiency exhibits no definite changes in the neurogenesis and the sensitivity to Fas-mediated apotosis, but impairs regeneration of the lesioned hypoglossal nerve."J.Biol.Chem.. 277. 1633-1636 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuchida, A., Okajima, T., Furukawa, K.: "Synthesis of disialyl Lewis a structure in colon cancer cell lines by a sialyltransferase ST6GalNAc VI responsible for the synthesis of a-series gangliosides."J.Biol.Chem.. 278. 22767-22794 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iwamura, K., Furukawa, K., Uchikawa, M.: "The blood group P1 synthase gene is identical to the Gb3/CD77 synthase gene : A solution of the P1/P2/p puzzle."J.Biol.Chem.. 278. 44429-44438 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mitsuda, T., Funakawa, K., Fukumoto, S.: "Over-expression of ganglioside GM1 results in the dispersion of platelet derived growth factor receptor from glycolipid-enriched microdomains and in the suppression of cell growth signals."J.Biol.Chem.. 277. 11239-11246 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inoue, M., Fujii, Y., Furukawa, K.: "Refractory skin injury in the complex knock-out mice expressing only GM3 ganglioside."J.Blol.Chem.. 277. 29881-29888 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okada, M., Itoh, M., Haraguchi, M.: "b-series ganglioside deficiency exhibits no definite changes in the neurogenesis and the sensitivity to Fas-mediated apotosis, but impairs regeneration of the lesioned hypoglossal nerve."J.Bio.Chem.. 277. 1633-1636 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsuchida, A., Okajima, T., Furukawa, K.: "Synthesis of disialyl Lewis a structure in colon cancer cell lines by a sialyltransferase ST6GalNAc VI responsible for the synthesis of a-series gangliosides."J.Blol.Chem.. 278. 22787-22794 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Iwamura, K., Furukawa, K., tichikawa, M.: "The blood group 21 synthase gene is identical to the Gb3/CD77 synthase gene : A solution of the P1/P2/p puzzle."J.Biol.Chem.. 278. 44429-44438 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Furukawa, K., Horie, M., Okutomi, K.: "Isolation and functional analysis of the melanoma specific promoter region of human GD3 synthase gene"Biochim.Biophys.Acta.. 1627. 71-78 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuchida, A., Okajima, T., Furukawa, K.: "Synthesis of disialyl Lewis a structure in colon cancer cell lines by a sialyl transferase ST6GalNAc VI responsible for the synthesis of α-series gangliosides"J.Biol.Chem.. 278. 22787-22794 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ma, Q., Kobayashi, M., Sugiura, M., Ozaki: "Morphological study of disordered myelination and the degeneration of nerve fibers in the spinal cord of mice lacking complex gangliosides."Arch.Histol Cytol.. 66. 37-44 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Bullens, R.W., O'Hanlon, G.M., Wagner, E.: "Roles of complex gangliosides at the neuromuscular junction."Ann.NY Acad.Sci.. 998. 401-403 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Iwamura, K., Furukawa, K., Uchikawa, M: "The blood group P1 synthase gene is identical to the Gb3/CD77 synthase gene : A solution of the P1/P2/p puzzle."J.Biol.Chem.. 278. 44429-44438 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nishio, M., Tajima, O., Furukawal, K.: "Over-expression of GM1 enhances the cell proliferation with epidermal growth factor without affecting the receptor localization in the microdomain in PC12 cells."Int.J.Oncol.. (in press).

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Okada, M. ea al.: "b-series ganglioside deficiency exhibits no definite changes in the neurogenesis and the sensitivity to Fas-mediated apotosis, but impairs regeneration of the lesioned hypoglossal nerve"J. Biol. Chem.. 277. 1633-1636 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Furukawa, K. et al.: "Expression of the Gb3/CD77 synthase gene in megakaryoblastic leukemia cells : implication in the sensitivity to verotoxins"J. Biol. Chem.. 277. 11247-11254 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Inoue, M. et al.: "Refractory skin injury in the complex knock-out mice expressing only GM3 ganglioside"J. Biol. Chem.. 277. 29881-29888 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Bullens, R.W.M.: "Complex gangliosides at the neuromuscular junction are essential receptors for autoantibodies and botulinum neurotoxin but redundant for normal synaptic function"J. Neuroscience. 22. 6876-6884 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, Y. et al.: "Identification of a Drosophila gene encoding xylosylprotein b4-glactosyltransferase that is essential for the synthesis of glycosaminoglycans and for morphogenesis"J. Biol. Chem.. 277. 46280-46288 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Mutoh, T. et al.: "Stable transfection of GM1 synthase gene into GM1-deficient NG108-15 cell, CR-72 cells, rescues the responsiveness of Trk-neurotrophin receptor to its ligand, NGF"Neurochem. Res.. 27. 801-806 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Michi-ichiro Ito et al.: "Specificity of carbohydrate structures of gangliosides in the activity to regenerate the rat axotornized hypoglossal nerve"Glycobiology. 11. 125-130 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shoko Yoshida et al.: "Ganglioside GP2 in small cell lung cancer cell lines : Enhancement of cell proliferation and mediation of apoptosis"Cancer Res.. 61. 4244-4252 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Tsutomu Iwamoto et al.: "Lactosylceramide is essential for the osteoclastogenesis mediated by the macrophage-cdony stimulating factor and receptor activator of NF-kB tigand"J. Biol. Chem.. 276. 46031-46038 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiko Okada et al.: "b-series ganglioside deficiency exhibits nodefinite changes in the neurogenesis and the sensitivity to Fas-mediated apotosis, but impairs regeneration of the lesioned hypoglossal nerve"J. Biol. Chem.. 277. 1633-1636 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Koichi Furukawa et al.: "Expression of the Gb3/CD77 synthase gene in megakoryoblastic leukemia cells : implication in the sensitivity to vetrotoxins"J. Biol. Chem.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Teruhiko Mitsuda et al.: "Over-expression of ganglioside GM1 results in the dispersion of platelet derived growth factor receptor from glycolipid-enriched microdomains and in the suppression of cell growth signals"J. Biol. Chem.. (in press).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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