糖タンパク質のユニークなシアル酸重合体修飾の機能解析

• 研究課題/領域番号: 17046006
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 佐藤 ちひろ 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 助教授 (10343211)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円); 2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: ポリシアル酸 / ジシアル酸 / シアル酸転移酵素 / シアリダーゼ / 血清糖タンパク質 / ポリシアル酸転移酵素 / ミクログリア / T細胞 / シアル酸 / オルゴシアル酸 / CD166 / 活性化

研究概要

我々は、これまでの糖タンパク質上のシアル酸の存在状態に対する認識(モノ【tautomer】ポリ)を塗り替え、新たな概念(モノ【tautomer】オリゴ【tautomer】ポリ)を創出した。すなわちオリゴシアル酸の存在を仮定し、シアル酸重合体の微量検出方法を新たに開発し、その方法を用いてその存在証明を行った。本研究は糖タンパク質上のシアル酸重合体というユニークな糖鎖修飾が、どのような生物学的意義を持つのかを明らかにすることが目的である。本研究ではこれまで明らかになっていないシアル酸重合体の生物学的な意義の解明をT細胞、体液、ミクログリア細胞、生殖細胞を用いて試みた。T細胞では、糖タンパク質と糖脂質の共通糖鎖エピトープ構造である、ジシアル酸構造がラフトに存在し、T細胞の活性化に関わっていること、その際にST8Sia I, IV, VIの変動が起こっていることを明らかにした。また、体液においては、マウス血清中のplasminogen, vitronectin, IgLがジシアル酸構造修飾を受けていることを明らかにし、特にvitronectinのジシアル酸構造は肝切除後に減少するということが示した。また、脳においてはマウスミクログリア細胞にポリシアル酸構造が存在することを証明した。特にLPSで炎症性の刺激を行うと、ポリシアル酸構造は消失するが、IL4などの神経保護的な作用をもつサイトカインで刺激を行うと、ポリシアル酸構造が増加する傾向があることを明らかにした。特にLPS刺激によるポリシアル酸の消失はポリシアル酸合成に関わるST8SiaのmRNAの発現の減少だけでなく、シアリダーゼのmRNAの増加も同時におこっており、実際にシアリダーゼの活性の上昇が見られた。生殖細胞はウニ精子を用いた。このポリシアル酸構造は通常見られるα2,8結合ポリシアル酸構造ではなく、α2,9ポリシアル酸構造であった。この構造を持つflagellasialinを新規にクローニングし、同定を行った。製麻区表面上のα2,9ポリシアル酸構造はCaチャンネルを介した精子の鞭毛の運動性に関わっていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Complex formation of 70-kDa heat shock protein with acidic glycolipids and phospholipids. (2007)
  • 著者名/発表者名: Harada Y, Sato C, Kitajima K
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 353 ページ: 655-660
• [雑誌論文] Identification of an inflammation-inducible serum protein recognized by anti-disialic acid antibodies as carbonic anhydrase II. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, Z., Sato, C., Kitajima, K.
  • 雑誌名: J Biochem. 141 ページ: 429-441
  • NAID: 10020100950
• [雑誌論文] Identification of the nuclear export signals that regulate the intracellular localization of the mouse CMP-sialic acid synthetase. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fujita, A, Sato C, Kitajima K
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 355 ページ: 174-180
• [雑誌論文] Hypoxia-enhanced expression of free deaminoneuraminic acid in human cancer cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Go, S., Sato, C., Jun, I., Kannagi R., Kitjima, K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. (In press)
• [雑誌論文] Hypoxic culture induces expression of Sialin, a sialic acid transporter, and cancer-associated gangliosides containing non-human sialic acid on human cancer cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yin, J., Hashimoto, A., Izawa, M., Miyazaki, K., Chen G-Y., Takematsu, H., Kozutsumi, Y., Suzuki, A., Furuhata, K., Cheng, F.-L., Lin, C.-H., Sato, C., Kitajima, K., Kannagi, R.
  • 雑誌名: Cancer Res. 66 ページ: 2937-2945
• [雑誌論文] Weaning-induced expression of a milk-fat globule protein, MFG-E8, in mouse mammary glands, as demonstrated by the analyses of its mRNA, protein and phosnhatidylserine-binding activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakatani H, Aoki N, Nakagawa Y, Jin-No S, Aoyama K, Oshima K, Ohira S, Sato C, Nadano D, Matsuda T
  • 雑誌名: Biochem J. 395 ページ: 411-421
• [雑誌論文] Identification of disialic acid-containing glycoproteins in mouse serum. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, Z., Sato, C., Sano, K., Ogawa H., Kitajima, K.
  • 雑誌名: Glycobiology 15 ページ: 827-837
• [雑誌論文] Flagellasialin : a novel sulfated alpha2,9-linked polysialic acid glycoprotein of sea urchin sperm flagella. (2006)
  • 著者名/発表者名: Miyata S, Sato C, Kumita H, Toriyama M, Vacquier VD, Kitajima K
  • 雑誌名: Glycobiology 16 ページ: 1229-12241
• [雑誌論文] Involvement of the alpha2,8-polysialyltransferases II/STX and IV/PST in the biosynthesis of polysialic acid chains on the O-linked glycoproteins in rainbow trout ovary. (2006)
  • 著者名/発表者名: Asahina S, Sato C, Matsuno M, Matsuda T, Colley K, Kitajima K
  • 雑誌名: J Biochem. 140 ページ: 687-701
• [雑誌論文] Distal Myopathy with Rimmed Vaculoes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tajima, Y, et al.
  • 雑誌名: Am.J.Pathol. 166 ページ: 1121-1128
• [雑誌論文] Inflammation-dependent changes in α2,3-, α2,6-, and α2,8-sialic acid glycotopes on serum glycoproteins in mouse. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yasukawa, Z
  • 雑誌名: Glycobiology 15 ページ: 827-837
• [雑誌論文] 5.糖鎖と発生、4)ポリシアル酸 (2005)
  • 著者名/発表者名: 佐藤ちひろ, 北島 健
  • 雑誌名: 遺伝子医学(糖鎖と病気)MOOK 3 ページ: 186-191
• [図書] 未来を拓く糖鎖科学(オリゴシアル酸の標識) (2005)
  • 著者名/発表者名: 佐藤ちひろ
  • 出版者: 金芳堂