ムチンの胃粘膜保護作用におけるガレクチンの役割の解明

• 研究課題/領域番号: 18K06634
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分47030:薬系衛生および生物化学関連
• 研究機関: 帝京大学
• 研究代表者: 荒田 洋一郎 帝京大学, 薬学部, 教授 (90246017)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: ガレクチン / Gal-2 / ムチン / MUC5AC / 胃 / ガレクチン-2 / 糖鎖 / 粘膜 / S-ニトロソ化

研究成果の概要

マウスの胃粘液中のGal-2リガンド候補としてムチンMUC5ACが検出され、MUC5ACのβ-ガラクトシド構造を介して相互作用することが明らかとなった。酸化剤によるGal-2の失活が糖鎖との共存で防げることから、胃内の酸化的環境下では、MUC5ACなどの糖鎖との複合体形成やS-ニトロソ化修飾がGal-2の活性維持に必要であると考えられる。免疫組織化学染色により、Gal-2は表層粘液細胞の細胞質、MUC5ACは粘液や表層粘液細胞の粘液顆粒が主要な発現部位であり、Gal-2レクチン染色では粘液顆粒への結合が見られたことから、粘液中へのMUC5AC分泌にGal-2が関与していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

胃粘膜上皮細胞によって産生される粘液中のムチンは、胃粘膜保護に重要な役割をもつ糖タンパク質である。また、ガレクチンは、β-ガラクトシドをもつ糖鎖構造を特異的に認識する動物レクチンである。胃で高発現し胃粘膜保護に関与するとされるガレクチン-2（Gal-2）は、ムチンMUC5ACと糖鎖依存的に相互作用し、胃内の酸化的環境下では、S-ニトロソ化修飾やMUC5ACなどの糖鎖との複合体形成により活性を維持すると考えられた。本研究結果により、酸化ストレス下における胃粘膜保護の新たな分子メカニズムの一端が明らかとなり、胃関連疾患防止や治療、新薬開発に向けてさらなる解析を進めることが可能になったと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Potential Interaction between Galectin-2 and MUC5AC in Mouse Gastric Mucus (2020)
  • 著者名/発表者名: Tamura, M., Tanaka, T., Fujii, N., Tanikawa, T., Oka, O., Takeuchi, T., Hatanaka, T., Kishimoto, S., Arata, Y.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 巻: 43 号: 2 ページ: 356-360
  • DOI: 10.1248/bpb.b19-00705
  • NAID: 130007793783
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • 年月日: 2020-02-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expression, S-nitrosylation, and measurement of S-nitrosylation ratio of recombinant galectin-2. (2020)
  • 著者名/発表者名: Tamura, M. and Arata, Y.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 2132 ページ: 55-63
  • DOI: 10.1007/978-1-0716-0430-4_6
  • ISBN: 9781071604298, 9781071604304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Galectin-2 has bactericidal effects against Helicobacter pylori in a β-galactoside-dependent manner. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, T., Saito, R., Oyama, M., Takeuchi, T., Tanaka, T., Natsume, H., Tamura, M., Arata, Y., Hatanaka, T.
  • 雑誌名: Int. J. Mol. Sci. 巻: 21 号: 8 ページ: 2697-2697
  • DOI: 10.3390/ijms21082697
  • NAID: 120006881346
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Galectin-2 suppresses nematode development by binding to the invertebrate-specific galactoseβ1-4fucose glyco-epitope. (2019)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, T. Tamura, M., Ishiwata, K., Hamasaki, M., Hamano, S., Arata, Y., Hatanaka, T.
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 29 号: 6 ページ: 504-512
  • DOI: 10.1093/glycob/cwz022
  • NAID: 120006871140
  • 査読あり
• [学会発表] ガレクチン-2の酸化的失活からの保護におけるリガンドの役割 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田村真由美、谷川尚、岡沙織、武内智春、畑中朋美、荒田洋一郎
  • 学会等名: 日本薬学会第141年会
• [学会発表] Helicobacter pyloriに対するガレクチン-2とガレクチン-3の影響の比較 (2021)
  • 著者名/発表者名: 佐々木啓晴、大山翠、田村真由美、武内智春、田中享、一色恭徳、荒田洋一郎、畑中朋美
  • 学会等名: 日本薬学会第141年会
• [学会発表] S-ニトロソ化と酸化により活性制御を受けるガレクチン-2のリガンド候補の探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田村真由美、田中享、藤井智彦、谷川尚、岡沙織、武内智春、畑中朋美、岸本成史、荒田洋一郎
  • 学会等名: 第39回日本糖質学会年会
• [学会発表] マウスガレクチン-2の胃粘液中のリガンドの同定 (2020)
  • 著者名/発表者名: 田村真由美、田中享、藤井智彦、谷川尚、岡沙織、武内智春、畑中朋美、岸本成史、荒田洋一郎
  • 学会等名: 日本薬学会第140年会
• [学会発表] ガレクチン-2はマウス胃粘液由来ムチンMUC5ACと相互作用する (2019)
  • 著者名/発表者名: 田村真由美、田中享、藤井智彦、谷川尚、岡沙織、武内智春、畑中朋美、岸本成史、荒田洋一郎
  • 学会等名: 第38回日本糖質学会年会
• [学会発表] Possible molecular mechanisms for preventing galectin-2 inactivation under oxidative environment. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mayumi Tamura, Tomoharu Takeuchi, Tomomi Hatanaka, Yoichiro Arata
  • 学会等名: 第25回国際複合糖質シンポジウム(GLYCO XXV)
  • 国際学会