血菅新生に関与する中性セラミダーゼの構造と機能及びその阻害剤の開発に関する研究

• 研究課題/領域番号: 17380068
• 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: 応用生物化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 伊東 信 九州大学, 大学院農学研究院, 教授 (40253512)
• 研究分担者: 石田 秀治 岐阜大学, 応用生物学科, 教授 (20203002)
• 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: 14,700千円 (直接経費: 14,700千円); 2006年度: 7,100千円 (直接経費: 7,100千円); 2005年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
• キーワード: 中性セラミダーゼ / ゼブラフィシュ / 初期発生 / セラミド / スフィンゴシン / 血管形成 / S1P / 阻害剤 / ゼブラフィッシュ / セラミダーゼ / スフィンゴ脂質 / 血管新生 / セラミダーゼ阻害剤 / S1P受容体 / 遺伝子ノックダウン

研究概要

これまでの研究でマウス及びラット由来の中性セラミダーゼは、形質膜表II型糖タンパク質として存在すること、また、形質膜表層でセラミドを代謝することでなスフィンゴシン、スフィンゴシン 1-リン酸(SIP)量を調節することを明らかにしている。本研究では、ゼブラフイッシュ初期発生系を用いて、本酵素が脊椎動物の初期発生にどのような機能を持つかを明らかにすることを目的としている。ゼブラフイッシュの中性セラミダーゼ(znCD)をアンチセンスモルフォリノオリゴにより特異的にノックダウンすると初期発生、特に血管系及び心臓の形成に顕著な異常を引き起こすことを見いだした。血管内非細胞にEGFPを発現するトランスジェニックゼブラフイッシュを用いた解析によって、znCDノックダウン胚では体節間血管は間腔を形成せず、背側大動脈の血管内皮細胞は正常に配列しないことが分かった。さらに、heart tubeの伸長遅延、心筋細胞の配列の乱れといった心臓形成不全を起こしていることが分かった。このようなznCDノックダウン胚の表現型は、S1P受容体S1p_1のノックダウン胚でも同様に観察された。以上の結果は、znCDはS1Pシグナリングを介して血管や心臓等の循環器系の発生に重要な役割を果たしていることを示している。ワカメメカブから精製した中性セラミダーゼの構造をNMR, MS等を用いて解析した結果、本化合物は分子内に酸アミド結合を持ち、セラミドとほぼ同じ骨格を持つことが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Ceramidase enhances phospholipase C-induced hemolysis by Pseudomonas aeruginosa. (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Okino, M.Ito
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 282 ページ: 6021-6030
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Endoglycoceramidase hydrolyzes oligogalactosylceramides to produce galactooligosaccharides and ceramides. (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Ishibashi et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 282 ページ: 11386-11396
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Fucosyl-GMla, an endoglycoceramidase-resistant ganglioside of porcine brain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Xu Xu et al.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 141 ページ: 1-7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Knock down of nuclear Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase phosphatase cause developmental abnormalities in zebrafish. (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Nimura et al.
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys. 457 ページ: 205-216
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Ceramidase enhances phospholipase C-induced hemolysis by Pseudomonas aeruginosa. (2007)
  • 著者名/発表者名: N.Okino, M.Ito
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 282 ページ: 6021-6030
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Novel Endoglycoceramidase hydrolyzes oligogalactosylceramides to produce galactooligosaccharides and ceramides. (2007)
  • 著者名/発表者名: Y.Ishibashi, T.Nakasone, M.Kiyohara, Y.Horibata, K.Sakaguchi, A.Hijikata, S.Ichinose, A.Omori, Y.Yasui, A.Imamura, H.Ishida, M.Kiso, N.Okino, M.Ito
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 282 ページ: 11386-11396
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ceramide/sphingosine/sphigosine 1-phosphate metabolism on the cell surface and in the extracellular space. (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Tani, M.Ito, Y.Igarashi
  • 雑誌名: CellSignal. 19 ページ: 229-237
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Fucosyl-GMla, an endoglycoceramidase-resistant ganglioside of porcine brain. (2007)
  • 著者名/発表者名: X.Xu, H.Monjusho, M.Inagaki, Y.Hama, K.Yamaguchi, K.Sakaguchi, M.Iwamori, N.Okino, M.Ito
  • 雑誌名: J.Biochem. 141 ページ: 1-7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Knock down of nuclear Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase phosphatase cause developmental abnormalities in zebrafish. ino and M.Ito : Ceramidase enhances phospholipase C-induced hemolysis by Pseudomonas aeruginosa. (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Nimura, N.Sueyoshi, A.Ishida, Y.Yoshimura, M.Ito, H.Tokumitsu, Y.Shigeki, N.Nozaki, I.Kameshita
  • 雑誌名: Arch.Biochem.Biophys. 457 ページ: 205-216
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel phoshphatidylcholine which contains pentadecanoic acid at sn-1 and docosahexaenoic acid at sn-2 in Shizochytrium sp. F26-b. (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Abe et al.
  • 雑誌名: Journal of Biochimistry 140 ページ: 247-253
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structure or b-1,3-xylooligosaccharides generated from Caulerapa racemosa var. laete-vierens β-1,3-xylana by the action of b-1-3-xylanase. (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Kiyohara et al.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 1402 ページ: 369-373
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Novel Phosphatidylcholine Whitch Contains Pentadecanoic Acid at sn-1 and Docosahexaenoic Acid at sn-2 in Schizochytrium sp.F26-b. (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Abe, Y.Hayashi, Y.Hama, M.Hayashi, M.Inagaki, M.Ito
  • 雑誌名: J.Biochem. 140 ページ: 247-253
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel phoshphatidylcholine which contains pentadecanoic acid at sn-1 and docosahexaenoic acid at sn-2 in Shizochytrium sp. F26-b. (2006)
  • 著者名/発表者名: E.Abe et al.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 140 ページ: 247-253
• [雑誌論文] Structure of b-1,3-xylooligosaccharides generated from Caulerapa racemosa var. laete-vierens β-1,3-xylana by the action of b-1-3-xylanase. (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Kiyohara et al.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 1402 ページ: 369-373
• [雑誌論文] Involvement of neutral ceramidase in ceramide metabolism at the plasma membrane and in extracellular milieu. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Tani, Y.Igarashi, M.Ito
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280 ページ: 36592-36600
• [雑誌論文] Mechanism of sphingosine and sphingosine 1-phosphate generation in human platelets. (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Tani, T.Sano, M.Ito, Y.Igarashi
  • 雑誌名: Journal of Lipid Research 46 ページ: 2458-2467
• [雑誌論文] A sensitive and reproducible assay to measure the activity of glucosylceramide synthase and lactosylceramide synthase using HPLC and fluorescent substrates. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y.Hayashi, Y.Horibata, K.Sakaguchi, N.Okino, M.Ito
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 345 ページ: 181-186
• [雑誌論文] The glycosphingolipid receptor fro Vibrio trachuri in the red sea bream intestine is a GM4 ganglioside which contains 2-hydrosxy fatty acids. (2005)
  • 著者名/発表者名: S.Chisada, Y.Horibata, Y.Hama, M.Inagaki, N.Furuya, N.Okino, M.Ito
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Comm. 333 ページ: 367-373
• [雑誌論文] Alpha-linolenic acid-containing GM1a induces apoptosis in Neuro2a cells : Application of SCDase for remodeling of fatty acids of glycosphingolipids. (2005)
  • 著者名/発表者名: T.Nakagawa, A.Morotomi, M.Tani, N.Sueyoshi, H.Komori, M.Ito
  • 雑誌名: Journal of Lipid Research 46 ページ: 1103-1112
• [雑誌論文] Subcellular localization of human neutral ceramidase expressed in HEK293 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Y-h.Hwang, M.Tani, T.Nakagawa, N.Okino, M.Ito
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Comm. 331 ページ: 37-42
• [図書] Sphingolipid Biology (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Ito et al.分担
  • 出版者: Springer
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より