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近年、細胞表面や細胞外マトリックスの糖タンパク質や糖脂質に含まれる糖鎖が、神経細胞の細胞間相互作用に重要な働きをすることが示されてきている。なかでも、単クローン抗体HNK-1により認識されるHNK-1糖鎖抗原は、神経の初期発生段階、神経回路の形成段階および神経回路の維持など様々な過程において重要な働きを持つことが明らかにされてきており注目されている。我々は本抗原の機能を分子レベルで直接的に証明することを目的とし、現在までにその生合成調節酵素の中心的役割を担うグルクロン酸転移酵素(GlcAT-P、およびGlcAT-S)の単離、遺伝子のクローニングに成功している。本遺伝子を用いて本年度は以下に示す知見が得られた。
1)HNK-1糖鎖抗原の生合成に関与する酸素遺伝子の神経系における発現解析
GlcAT-PおよびGlcAT-Sの脳内でのmRNAの発現をin situハイブリダイゼーション法により調べたところ、GlcAT-PとGlcAT-Pの発現が脳の領域で異なることを見いだした。例えば小脳においてはGlcAT-Pは主にプルキンエ細胞に、GlcAT-Sは主に顆粒細胞に発現していた。現在さらにその詳細について検討を加えている。
2)細胞レベルでのHNK-1糖鎖抗原の機能解析
GlcAT-P遺伝子を一過性に導入することにより、COS細胞が著しい形態変化を起こすことを見いだしている。そこでGlcAT-P遺伝子の発現をデキサメタゾンにより誘導できる細胞株を樹立し、HNK-1糖鎖抗原の発現をコントロールできる系を確立した。その結果、デキサメタゾン処理により細胞表面にHNK-1糖鎖抗原の発現が誘導され、細胞の突起伸長が起こることが確認された。またこの突起伸長には細胞表面上のL1に発現するHNK-1糖鎖抗原が重要であることを見いだした。現在この系を用いてHNK-1糖鎖抗原発現による突起伸長の機構の詳細を解析している。
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