グリアネットワークにおける細胞膜ミクロドメインの役割

• 研究領域: グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態
• 研究課題/領域番号: 16H01335
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 大海 雄介 中部大学, 生命健康科学部, 助手 (10584758)
• 研究期間 (年度): 2016-06-30 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: ガングリオシド / アストロサイト / 脂質ラフト / EMARS / KOマウス / GD3 / グリア細胞

研究実績の概要

酸性スフィンゴ糖脂質、ガングリオシドは神経組織の維持や修復に関与することが分かってきたが、その分子メカニズムについては不明な点が多い。
アストロサイトにおけるガングリオシド発現パターンをflow cytometerを用いて解析した結果、正常アストロサイトにおいては、ガングリオシドGD3の発現はほとんど見られなかったが、増殖因子の一つであるPDGFBを強制発現させることによりGD3の発現誘導が起こることが明らかになった。アストロサイトは炎症時においてGD3を発現することも分かっている。そこでアストロサイトにおけるGD3の意義を解析するため、上記のGD3発現誘導アストロサイトをGD3-negativeとGD3-positiveアストロサイトに分離し、これら細胞を用いて、ガングリオシドGD3によるアストロサイトのタンパク質の脂質ラフトへの局在と機能につき、EMARS(enzyme-mediated activation of radical sources)及びMS(mass spectrometry)を用いて解析を行った。EMARSでは、生きた細胞膜上に発現する分子を標的に、標的近傍 200-300 nmの範囲に存在する分子をラベルし、標識された分子を網羅的に同定し解析することができる。そこで、GD3-positiveアストロサイトのGD3を標的として、EMARS-MS解析を行った結果、GD3近傍に存在する分子としてPDGFRα遺伝子が同定された。PDGFRαとガングリオシドの関係を検討した結果、GD3が細胞膜上に発現することによってPDGFRαが脂質ラフトに局在することが可能となり、これにより細胞に様々な炎症性シグナルを伝達することが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Inflammatory reactions in microenviron- ments, leading to melanomagenesis (2018)
  • 著者名/発表者名: Koichi Furukawa, Maiko Miyata, Mariko Kambe, Rika Takeuchi, Robiul H. Bhuiyan, Pu Zhang, Yuhsuke Ohmi, Keiko Furukawa
  • 雑誌名: J. Clin. Cell. Immunol. 巻: 5:508 号: 03 ページ: 1-3
  • DOI: 10.4172/2155-9899.1000508
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ASC amino acid transporter 2, defined by enzyme-mediated activation of radical sources, enhances malignancy of GD2-positive small-cell lung cancer. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nobutoshi Esaki, Yuki Ohkawa, Noboru Hashimoto, Yuhsuke Tsuda, Yuhsuke Ohmi, Robiul H. Bhuiyan, Norihiro Kotani, Koichi Honke, Atsushi Enomoto, Masahide Takahashi, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • 雑誌名: Cancer sci. 巻: 109 号: 1 ページ: 141-153
  • DOI: 10.1111/cas.13448
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhancement of malignant properties of human glioma cells by ganglioside GD3/GD2. (2018)
  • 著者名/発表者名: Taiji Iwasawa, Pu Zhang, Yuki Ohkawa, Hiroyuki Momota, Toshihiko Wakabayashi, Yuhsuke Ohmi, Robiul H. Bhuiyan, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa
  • 雑誌名: Int. J. Oncol. 巻: 52 ページ: 1255-1266
  • DOI: 10.3892/ijo.2018.4266
  • 査読あり
• [雑誌論文] 自己免疫疾患とシアル酸転移酵素 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大海雄介、古川鋼一
  • 雑誌名: 生化学 巻: 89 号: 5 ページ: 666-672
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2017.890666
  • ISSN: 0037-1017
  • 年月日: 2017-10-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycolipids: Essential regulator of neuro-inflammation, metabolism and gliomagenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Koichi Furukawa, Yuhsuke Ohmi, Shuting Ji, Pu Zhang, Robiul H. Bhuiyan, Yuki Ohkawa, Orie Tajima, Noboru Hashimoto, Keiko Furukawa
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1861 号: 10 ページ: 2479-2484
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2017.06.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of B4GALNT1, an essential glycosyltransferase for the synthesis of complex gangliosides, suppresses BACE1 degradation and modulates APP processing (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi T, Yamauchi Y, Furukawa K, Ohmi Y, Ohkawa Y, Zhang Q, Okajima T, Furukawa K
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 号: 1 ページ: 34505-34505
  • DOI: 10.1038/srep34505
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Increased a-series gangliosides positively regulate leptin/Ob receptor-mediated signals in hypothalamus of GD3 synthase-deficient mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ji S, Tokizane K, Ohkawa Y, Ohmi Y, Banno R, Okajima T, Kiyama H, Furukawa K and Furukawa K.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 479(3) 号: 3 ページ: 453-460
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.09.077
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Expression analysis of 0-series gangliosides in human cancer cell lines with monoclonal antibodies generated using knockout mice of ganglioside synthase genes (2016)
  • 著者名/発表者名: Bhuiyan RH, Kondo Y, Yamaguchi T, Tokuda N, Ohkawa Y, Hashimoto N, Ohmi Y, Yamauchi Y, Furukawa K, Okajima T, Furukawa K
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 26 号: 9 ページ: 984-998
  • DOI: 10.1093/glycob/cww049
  • 査読あり
• [雑誌論文] A therapeutic trail of human melanoma with combined small interfering RNAs targeting adaptor molecules p130Cas and paxillin activated under expression of ganglioside GD3. (2016)
  • 著者名/発表者名: Makino Y, Hamamura K, Takei Y, Bhuiyan RH, Ohkawa Y, Ohmi Y, Nakashima H, Furukawa K, Furukawa K.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: in press 号: 8 ページ: 1753-1763
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2016.04.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ganglioside GD3 enhances invasiveness via Yes activation by forming a complex of GD3/PDGFRα/Yes in gliomas (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ohkawa, Hiroyuki Momota, Akira Kato, Noboru Hashimoto, Yuhsuke Tsuda, Norihiro Kotani, Koichi Honke, Akio Suzumura, Keiko Furukawa, Yuhsuke Ohmi, Atsushi Natsume, Toshihiko Wakabayashi and *Furukawa K
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 32 ページ: 16043-16058
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.708834
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] グリア細胞上の脂質ラフトにおけるガングリオシドの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大海雄介
  • 学会等名: 生命科学系学会合同年次大会
• [図書] Progress in Molecular Biology and Translational Science./ Gangliosides in Inflammation and Neurodegeneration (2018)
  • 著者名/発表者名: Koichi Furukawa, Yuhsuke Ohmi, Orie Tajima, Yuki Ohkawa, Yuji Kondo, Ji Shuting, Noboru Hashimoto, Keiko Furukawa
  • 総ページ数: 480
  • 出版者: Elsevior, Oxford,
  • ISBN: 9780128123416
• [図書] 脳内環境辞典「ガングリオシド」 (2017)
  • 著者名/発表者名: 大海雄介
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: 株式会社メディカルドゥ
  • ISBN: 9784944157648