細胞増殖・分化因子とグリコサミノグリカンとの相互作用の発生・分化に伴う変動

• 研究課題/領域番号: 17590078
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 北海道大学 (2006); 神戸薬科大学 (2005)
• 研究代表者: 山田 修平 北海道大学, 大学院先端生命科学研究院, 助教授 (70240017)
• 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: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円); 2005年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: グリコサミノグリカン / ヘパラン硫酸 / コンドロイチン硫酸 / 細胞増殖因子 / モデル生物 / アフリカツメガエル / ヒドラ / BIAcore

研究概要

発生や分化などに伴って変化する硫酸化グリコサミノグリカン(GAG)の構造が、その機能、特に細胞増殖。分化因子との相互作用能の変化と相関するのかを明らかにすることを目的として、研究を行なった。また、微量でのGAGの構造解析を可能にするため、高感度構造解析法の開発と、それを利用したオリゴ糖の糖鎖配列決定を行った。
1.異なる発生段階のアフリカツメガエル胚よりGAGを調製し、様々な細胞増殖・分化因子との相互作用をBIAcoreを用いて速度論的に詳細に調べた。また、発生段階の異なる胚の産生する硫酸化GAGの鎖長や硫酸化ドメイン構造などについても解析した。発生に伴って、細胞増殖・分化因子との相互作用能や多糖鎖の構造が変化することが明らかになった。
2.発生や神経再生の研究に非常によく用いられているモデル動物であるヒドラについて、GAGを精製し、その構造を解析した。また、抗GAG抗体を用いて免疫組織染色を行い、ヒドラの刺胞が抗コンドロイチン抗体473A12で特異的に染色されることを明らかにした。線虫においては、コンドロイチンが細胞質分裂に必須であることが証明されているので、ヒドラにおいてもコンドロイチンが重要な役割を果たしていることが予想される。この研究成果について、現在論文投稿中である。
3.GAGの機能と構造の相関を解明するには、微量で構造解析を行うことが不可欠である0そこで、0.1nmol以下でオリゴ糖を構造決定する手法を開発し、イカ軟骨由来のコンドロイチン硫酸Eとサメ軟骨由来のコンドロイチン硫酸Cより八糖や十糖を単離し、これらの構造解析に応用した。その結果、30種類以上の新規構造のオリゴ糖を同定することができ、これらを用いて市販の抗体のエピトープの解析を行なった。この成果は、2報の論文として報告した。

研究成果

• [雑誌論文] Defective N-sulfation of heparan sulfate proteoglycans limits PDGF-BB binding and pericyte recruitment in vascular development. (2007)
  • 著者名/発表者名: Alexandra Abramsson
  • 雑誌名: Genes and Development 21・3 ページ: 316-331
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Novel sulfated octa- and decasaccharides from squid cartilage chondroitin sulfate-E : Sequencing and application for determination of the epitope structure of monoclonal antibody MO-225. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sarama Sathyaseelan Deepa
  • 雑誌名: Biochemistry 46・9 ページ: 2453-2465
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Structural determination of novel sulfated octasaccharides isolated from chondroitin sulfate of shark cartilage and their application for characterizing monoclonal antibody epitopes. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sarama S. Deepa
  • 雑誌名: Glycobiology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Defective A-sulfation of heparan sulfate proteoglycans limits PDGF-BB binding and pericyte recruitment in vascular develonment (2007)
  • 著者名/発表者名: Alexandra Abramsson, Sindhulakshmi Kurup, Marta Busse, Shuhei Yamada, Per Lindblom, Edith Schallmeiner, Denise Stenzel, Dominique Sauvaget, Johan Ledin, Maria Ringvall, Ulf Landegren, Lena Kjellen, GOran Bondjers, Jin-ping Li, Ulf Lindahl, Dorothe Spillmann, Christer Betsholtz, Holger Gerhardt
  • 雑誌名: Genes Dev. 21(3) ページ: 316-331
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Novel sulfated octa-and decasaccharides from squid cartilage chondroitin sulfate-E : Sequencing and application for determination of the epitope structure of monoclonal antibody MO-225. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sarama Sathyaseelan Deepa, Kittiwan Kalayanamitra, Yumi Ito, Prachya Kongtaweelert, Shigeyuki Fukui, Shuhei Yamada, Tadahisa Mikami, Kazuyuki Sugahara
  • 雑誌名: Biochemistry 46 (9) ページ: 2453-2465
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Structural determination of novel sulfated octasaccharides isolated from chondroitin sulfate of shark cartilage and their application for characterizing monoclonal antibody epitopes (2007)
  • 著者名/発表者名: Sarama S.Deepa, Shuhei Yamada, Shigeyuki Fukui, Kazuyuki Sugahara
  • 雑誌名: Glycobiology (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Novel sulfated octa- and decasaccharides from squid cartilage chondroitin sulfate-E : Sequencing and application for determination of the epitope structure of monoclonal antibody MO-225. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sarama Sathyaseelan Deepa
  • 雑誌名: Bochemistry 46・9 ページ: 2453-2465
• [雑誌論文] Preface for the Special Issue Entitled "The research front line of the biosynthesis and recognition of acidic sugar chains". (2006)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Yamada
  • 雑誌名: Trends in Glycoscience and Glycotechnology 18・101 ページ: 163-164
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Preface for the Special Issue Entitled The research front line of the biosynthesis and recognition of acidic sugar chains. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Yamada, Akira Seko
  • 雑誌名: Trends Glycosci.Glycotech. 18(101) ページ: 163-164
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Heparin-binding growth factor, pleiotrophin, mediates neuritogenic activity of embryonic pig brain-derived chondroitin sulfate/dermatan sulfate hybrid chains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Xingfeng Bao
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280・10 ページ: 9180-9191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Chondroitin sulfate characterized by the E disaccharide unit is a potent inhibitor of herpes simplex virus infectivity and provides the virus binding sites on gro2c cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kicki Bergefall
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280・37 ページ: 32193-32199
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Heparin-binding Growth Factor, Pleiotrophin, Mediates Neuritogenic Activity of Embryonic Pig Brain-derived Chondroitin Sulfate/Dermatan Sulfate Hybrid Chains toward Embryonic Mouse Hippocampal Neurons in Culture. (2005)
  • 著者名/発表者名: Xingfeng Bao, Tadahisa Mikami, Shuhei Yamada, Andreas Faissner, Takashi Muramatsu, Kazuyuki Sugahara
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280(10) ページ: 9180-9191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chondroitin Sulfate Characterized by the E-disaccharide Unit Is a Potent Inhibitor of Herpes Simplex Virus Infectivity and Provides the Virus Binding Sites on gro2C Cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kicki Bergefall, Edward Trybala, Maria Johansson, Toni Uyama, Satomi Naito, Shuhei Yamada, Hiroshi Kitagawa, Kazuyuki Sugahara, Tomas Bergstrom
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280(37) ページ: 32193-32199
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Heparin-binding growth factor, pleiotrophin, mediates neuritogenic activity of embryonic pig brain-derived chondroitin sulfate/dermatan sulfate hybrid chains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Xingfeng Bao
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280・10 ページ: 9180-9191
• [雑誌論文] Chondroitin sulfate characterized by the E disaccharide unit is a potent inhibitor of herpes simplex virus infectivity and provides the virus binding sites on gro2c cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kicki Bergefall
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280・37 ページ: 32193-32199
• [図書] タンパク質の翻訳後修飾解析プロトコール (2006)
  • 著者名/発表者名: 山田修平
  • 総ページ数: 287
  • 出版者: 羊土社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] 未来を拓く糖鎖科学 (2005)
  • 著者名/発表者名: 菅原一幸
  • 総ページ数: 469
  • 出版者: 金芳堂
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] タンパク質の翻訳後修飾解析プロトコール (2005)
  • 著者名/発表者名: 山田修平
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 羊土社