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炎症性疾患に関連する硫酸化糖鎖の生合成制御機構と生物学的意義

研究課題

研究課題/領域番号 21K06089
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43030:機能生物化学関連
研究機関神戸薬科大学

研究代表者

灘中 里美  神戸薬科大学, 薬学部, 准教授 (60378578)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードプロテオグリカン / グリコサミノグリカン / 炎症 / コンドロイチン硫酸 / 糖転移酵素
研究開始時の研究の概要

がん抑制遺伝子(EXT)ファミリーに属するEXT-like 2 (EXTL2)遺伝子は, 硫酸化グリコサミノグリカン(GAG)の合成を負に調節する. 申請者らは, EXTL2によるGAGの生合成調節機構が働かない場合, 炎症に関連した病態が重篤に現れること, 発生過程で神経前駆細胞の増殖が亢進することを見出しており, EXTL2は炎症を誘発する活性や神経前駆細胞の増殖を促す活性をもつGAG鎖の合成を制御すると考えている. 本研究では, EXTL2によるGAGの生合成調節機構の仕組みとその生物学的意義の解明を目指す.

研究実績の概要

がん抑制遺伝子(EXT)ファミリーに属するEXT-like 2 (EXTL2)遺伝子は, 硫酸化グリコサミノグリカン(GAG)の合成を負に調節する. 申請者らは, EXTL2によるGAGの生合成調節機構が働かない場合, 炎症に関連した病態が重篤に現れること, 発生過程で神経前駆細胞の増殖が亢進することを見出しており, EXTL2は炎症を誘発する活性や神経前駆細胞の増殖を促す活性をもつGAG鎖の合成を制御すると考えている. 本研究では, EXTL2によるGAGの生合成調節機構の仕組みとその生物学的意義の解明を目指す. 2023年度は、EXTL2の発現制御機構について調べた. EXTL2遺伝子の5’非翻訳領域に結合する転写因子のうち, 炎症に関連するものを検索した. このうち, 炎症に関連する遺伝子やがん関連遺伝子を制御する転写因子CTCFに着目した. マクロファージ系株化細胞をリポ多糖で処理し, CTCF と EXTL2の遺伝子発現が調べたところ, 両遺伝子ともに炎症反応の活性化に伴い低下した. CTCFが EXTL2遺伝子の転写に関与する可能性が示唆された. CTCFの過剰発現は EXTL2遺伝子の発現を上昇させた. 次に, EXTL2遺伝子の5’非翻訳領域をクローニングし, ルシフェラーゼ遺伝子の上流に組み込んだレポーターベクターを構築した. これを用いてレポーターアッセイを行ったところ, 転写領域から-1.9 kbから-3.4 kb のDNA領域がEXTL2遺伝子の転写に関わる可能性が示唆された. また, このDNA領域を組み込んだレポーターベクターは, 発現させたCTCFによりレポーター活性が上昇した. このDNA領域にCTCFが結合し, 炎症刺激により結合が減少するかどうかを CUT-Tag法により調べた. 未刺激では, レポーターアッセイで決めた領域にCTCFの結合が認められ, LPS刺激によりこの結合が減少した. これらの結果から, 炎症反応に伴う CTCF の発現低下がEXTL2遺伝子の発現を低下させる可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2023年度, 候補因子としたCTCFが, 定常状態ではEXTL2遺伝子の上流に結合し, この結合が炎症時に減少することが確認できたため.

今後の研究の推進方策

EXTL2遺伝子がCTCFの標的であることを確認するために, CTCF のノックダウンによりEXTL2の発現が低下するかを調べる.また, CTCFがEXTL2の発現制御を介して炎症性糖鎖の合成を制御しているかどうかを確認するために, 糖鎖解析を行った後, これらの結果を論文としてまとめていく.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Chondroitin sulfate proteoglycan promotes APRIL‐induced tumor cell proliferation2024

    • 著者名/発表者名
      Nadanaka Satomi、Koike Toshiyasu、Kitagawa Hiroshi
    • 雑誌名

      Proteoglycan Research

      巻: 2 号: 1

    • DOI

      10.1002/pgr2.15

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EXTL2-related Glycosaminoglycan Biosynthesis and Disease2023

    • 著者名/発表者名
      Nadanaka, S., and Kitagawa, H.
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 35 号: 203 ページ: E1-E5

    • DOI

      10.4052/tigg.2201.1E

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 年月日
      2023-01-25
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influences of amino-terminal modifications on amyloid fibril formation of human serum amyloid A.2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, M., Takarada, T., Nadanaka, S., Kojima, R., Hosoi, K., Machiba, Y., Kitagawa, H., and Yamada, T.
    • 雑誌名

      Arch. Biochem. Biophys.

      巻: 742 ページ: 109615-109615

    • DOI

      10.1016/j.abb.2023.109615

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of biotinylated chondroitin sulfate DA and AD tetrasaccharides composed of hetero-type disaccharide units, and their interactions with the mAb MO-225.2023

    • 著者名/発表者名
      Uemura, A., Nadanaka, S., Kitagawa, H., and Tamura, J.
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 81 ページ: 117191-117191

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2023.117191

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chondroitin Sulfates Control Invasiveness of the Basal-like Breast Cancer Cell Line MDA-MB-231 through ROR1.2022

    • 著者名/発表者名
      Nadanaka, S., Tamura, J., and Kitagawa, H.
    • 雑誌名

      Front. Oncol.

      巻: 12 ページ: 914838-914838

    • DOI

      10.3389/fonc.2022.914838

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chondroitin sulfate proteoglycan is a potential target of memantine to improve cognitive function via the promotion of adult neurogenesis.2022

    • 著者名/発表者名
      Maeda, S., Yamada, J., Iinuma, K. M., Nadanaka, S., Kitagawa, H., and Jinno, S.
    • 雑誌名

      Br. J. Pharmacol.

      巻: 179 号: 20 ページ: 4857-4877

    • DOI

      10.1111/bph.15920

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 「腫瘍とコンドロイチン硫酸」2022

    • 著者名/発表者名
      灘中里美、北川裕之
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 281 ページ: 893-896

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Chondroitin Sulfate Controls the Invasive Property of the Triple-Negative Breast Cancer Cell Lines, BT-549 and MDA-MB-231 Cells2023

    • 著者名/発表者名
      Satomi Nadanaka, Jun-ichi Tamura, and Hiroshi Kitagawa
    • 学会等名
      GLYCO26
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コンドロイチン硫酸による乳がん細胞の浸潤能促進機構の解析2022

    • 著者名/発表者名
      灘中 里美、田村 純一、北川 裕之
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] Glycosignals in Cancer (Insights into the role of chondroitin sulfate in cancer.)2023

    • 著者名/発表者名
      Nadanaka, S., and Kitagawa, H.
    • 総ページ数
      238
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811977343
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 神戸薬科大学生化学研究室

    • URL

      https://www.kobepharma-u.ac.jp/edrs/faculty_member_list/biochemistry.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 神戸薬科大学生化学研究室(オリジナルページ)

    • URL

      http://kpubiochem.firebird.jp/

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 神戸薬科大学 生化学研究室

    • URL

      https://www.kobepharma-u.ac.jp/edrs/faculty_member_list/biochemistry.html

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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