脳損傷修復効果を示すプロテオグリカン機能ドメインの同定と作用機序の解析

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 14370449
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 脳神経外科学
• 研究機関: 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所
• 研究代表者: 大平 敦彦 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 周生期学部, 部長 (20101074)
• 研究分担者: 時田 義人 愛知県心身障害者コロニー発達障害研究所, 周生期学部, 研究員 (50291175)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2005
• キーワード: 中枢神経 / コンドロイチン硫酸 / プロテオグリカン / ニューログリカンC / 脳障害 / 細胞増殖 / 神経突起伸長 / 神経幹細胞

研究概要

本研究の目的は、中枢神経特異的膜貫通型コンドロイチン硫酸プロテオグリカン(CSPG)であるニューログリカンC(NGC)の生理活性を明らかにし、それを基に脳障害の治療への新たな道を拓くことである。研究期間内に得た主な成果を次に示す。
1.NGCの細胞外領域には、1個の上皮増殖因子(EGF)様モジュールがある。このEGFモジュールを含むリコンビナントペプチドは、EGF受容体ErbB3と特異的に結合した。また、4種類のEGF受容体をすべて発現している株化培養細胞にEGF様ドメインを作用させると、ErbB2とErbB3のリン酸化が起き、細胞増殖が促進される。このことから、NGCは、新規EGFファミリー分子であることがわかった。
2.NGCのリコンビナント細胞外領域を、大脳皮質由来の培養神経細胞に添加したところ、神経突起伸長が有意に促進された。このNGC依存性神経突起伸長促進は、PI3キナーゼおよびCキナーゼの阻害剤が存在すると抑制されることから、これらキナーゼを含む情報経路により制御されていると思われる。
3.NGCのコンドロイチン硫酸(CS)糖鎖は、123番目のセリン残基にのみ導入されていた。生後10日齢のラット脳から、NGC、ニューロカンおよびホスファカンを単離・精製し、CS二糖組成を比較したところ、NGCは他の2つの脳特異CSPGsと比べて、高硫酸化二糖単位Eを多く含んでいた。
4.市販の高硫酸化CS標品(CS-E)が、EGF-2依存性神経幹細胞増殖を促進することを見出した。増殖促進活性を示すCS-Eの最小機能単位を同定するため、CS-Eを部分分解し、得られた低分子画分の活性を調べた。その結果、12糖と推定される3,000kDa画分に強い増殖促進活性を認めた。この画分には、FGF-2と結合するオリゴ糖が含まれていたが、FGF-2と結合するだけであれば、この半分(6糖)の糖鎖長で良いことも明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Expression and identification of a new splice variant of neuroglycan C, a transmembrane chondrotin sulfate - - - (2006)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Aono et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 83 ページ: 110-118
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Identification and functions of chondroitin sulfate in the milieu of neural stem cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Michiru Ida et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 5982-5991
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression and identification of a new splice variant of neuroglycan C (NGC), a transmembrane chondrditin sulfate proteoglycan, in the human brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Aono et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 83 ページ: 110-118
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Isolation, purification, and analysis of proteoglycans. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsui, Atsuhiko Oohira
  • 雑誌名: Advances in Pharmacology, Vol.53:Chondroitin Sulfate. Structure, Role and Pharmacoligical Activity (N.Volpi ed., Elsevier, Inc., San Diego) (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chondoritin sulfate proteoglycans in the brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Aono, Atsuhiko Oohira
  • 雑誌名: Advances in Pharmacology, Vol.53:Chondroitin Sulfate. Structure, Role and Pharmacoligical Activity (N.Volpi ed., Elsevier, Inc., San Diego) (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Multiple species and functions of proteoglycans in the central nervous system. (2006)
  • 著者名/発表者名: Atsuhiko Oohira
  • 雑誌名: Comprehensive Glycoscience : From Chemistry to System Biology (H.Kamerling, ed., Elsevier Ltd., Oxford) (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neuronal expression of the chondroitin sulfate proteoglycans receptor-type protein-tyrosine phospatase β and phosphacan. (2005)
  • 著者名/発表者名: Noriko Hayashi et al.
  • 雑誌名: Neuroscience 131 ページ: 331-348
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Construction of perineuronal net-like structure by cortical neurons in culture. (2005)
  • 著者名/発表者名: Seiji Miyata et al.
  • 雑誌名: Neuroscience 136 ページ: 95-104
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression of neurocan after transient middle cerebral artery occulusion in abult rat brain. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Deguchi et al.
  • 雑誌名: Brain Research 1037 ページ: 194-199
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Aberrant trajectory of thalamocortical axons associated with abnormal localization of neurocan immunoreactiovity in the - - - (2005)
  • 著者名/発表者名: Hong-Peng Li et al.
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 22 ページ: 2689-2696
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Change in the amounts of chondrotin sulfate proteoglycans in rat brain following neonatal hypoxia-ischemia. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsui et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 81 ページ: 837-845
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neuronal expression of the chondroitin sulfate proteoglycans receptor-type protem-tyrosine phosphatase b and phosphacan. (2005)
  • 著者名/発表者名: Noriko Hayashi et al.
  • 雑誌名: Neuroscience 131 ページ: 331-348
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression of neurocan after transient middle cerebral artery occlusion in adult rat brain. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Deguchi et al.
  • 雑誌名: Brain Research 1037 ページ: 194-199
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Aberrant trajectory of thalamocortical axons associated with abnormal localization of neurocan immunoreactivity in the cerebral neocortex of reeler mutant mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hong-Peng Li et al.
  • 雑誌名: European Jouranl of Neuroscience 22 ページ: 2689-2696
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Changes in the amounts of chondroitin sulfate proteoglycans in rat brain following neonatal hypoxia-ischemia. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsui et al.
  • 雑誌名: Journal of Neuroscience Research 81 ページ: 837-845
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Developmental changes in the biochemical and immunological characters of the carbohydrate moiety of neuroglycan C, - - - (2004)
  • 著者名/発表者名: Takuya Shuo et al.
  • 雑誌名: Glycoconjugate Journal 20 ページ: 267-278
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Heparan sulfate proteoglycans interact with neurocan and promote neurite outgrowth from cerebellar granule cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Akita et al.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 383 (Pt.1) ページ: 129-138
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neuroglycan C, a novel member of the neuregulin family. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yumi Kinugasa et al.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 321 ページ: 1045-1049
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Glycosylation site for chondroitin sulfate on the neural part-time proteoglycan, neuroglycan C. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Aono et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 279 ページ: 46536-46541
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] [REVIEW ARTICLE]Neuroglycan C, a brain-specific part-time proteoglycan with particular multidomain structure. (2004)
  • 著者名/発表者名: Atsuhiko Oohira et al.
  • 雑誌名: Glycoconjugate Journal 21 ページ: 53-57
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] [REVIEW ARTICLE]Proteoglycans and injury of the central nervous system. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsui, Atsuhiko Oohira
  • 雑誌名: Congenital Anomalies (kyoto) 44 ページ: 181-188
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Developmental changes in the biochemical and immunological characters of the carbohydrate moiety of neuroglycan C, a brain-specific chondroitin sulfate proteoglycan. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takuya Shuo et al.
  • 雑誌名: Glycoconjugate Journal 20 ページ: 267-278
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Heparan sulfate proteoglycans interact with neurocan and promote neurite outgrowth from cerebellar granule cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Akita et al.
  • 雑誌名: Biochemical Journal 383(Pt.1) ページ: 129-138
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Glycosylation site for chondroitin sulfate on the neural part-time proteoglycan, neuroglycanC. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Aono et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 279 ページ: 46536-46541
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] [REVIEW ARTICLE] Neuroglycan C, a brain-specific part-time proteoglycan, with a particular inultidomain structure. (2004)
  • 著者名/発表者名: Atsuhiko Oohira et al.
  • 雑誌名: Glycoconjugate Journal 21 ページ: 53-57
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] [REVIEW ARTICLE] Proteoglycans and injury of the central nervous system. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsui, Atsuhiko Oohira
  • 雑誌名: Congenital Anomalies (Kyoto) 44 ページ: 181-188
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phosphacan and neurocan are repulsive substrata for adhesion and neurite extension of abult rat dorsal root ganglion neurons--- (2003)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Sango et al.
  • 雑誌名: Experimental Neurology 182 ページ: 1-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Kainic acid-induced convulsions cause prolonged changes in the chondroitin sulfate proteoglycans neurocan and phosphacan - - - (2003)
  • 著者名/発表者名: Motoi Okamoto et al.
  • 雑誌名: Experimental Neurology 184 ページ: 179-195
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phosphacan and neurocan are repulsive substrata for adhesion and neurite extension of adult rat dorsal root ganglion neurons in vitro. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kazunori Sango et al.
  • 雑誌名: Experimental Neurology 182 ページ: 1-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Kainic acid-induced convulsions cause prolonged changes in the chondroitin sulfate proteoglycans neurocan and phosphacan in the limbic structures. (2003)
  • 著者名/発表者名: Motoi Okamoto et al.
  • 雑誌名: Experimental Neurology 184 ページ: 179-195
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transient expression of juvenile-type neurocan by reactive astrocytes in adultrat brains injured by kainite-induced - - - (2002)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsui et al.
  • 雑誌名: Neuroscience 112 ページ: 773-781
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phosphorylation of neuroglycan C, a brain-specific transmembrane chondroitin sulfate proteoglycan, and its localization to - - - (2002)
  • 著者名/発表者名: Sinobu Yamauchi et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 277 ページ: 20583-20590
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Expression and immunohistochemical localzation of heparan sulfate proteoglycan N-syndecan in the migratory pathway from the - - - (2002)
  • 著者名/発表者名: Yoko Toba et al.
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 15 ページ: 1-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Spatiotemporal expression patterns of N-syndecan, a transmembrane heparan sulfate proteoglycan, in developing retina. (2002)
  • 著者名/発表者名: Masaru Inatani et al.
  • 雑誌名: Investigative Ophthalmology and Visual Science 43 ページ: 1616-1621
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transient expression of juvenile-type neurocan by reactive astrocytes in adult rat brains injured by kainate-induced seizures as well as surgical incision. (2002)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matui et al.
  • 雑誌名: Neuroscience 112 ページ: 773-781
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Phosphorylation of neuroglycan C, a brain-specific transmembrane chondroitin sulfate proteoglycan, and its localization to the lipid rafts. (2002)
  • 著者名/発表者名: Sinobu Yamauchi et al.
  • 雑誌名: Journal of Bioligical Chemistry 277 ページ: 20583-20590
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Expression and inmmunohistochemical localization of heparan sulfate proteoglycan N-syndecan in the migratory pathway from the rat olfactory placode. (2002)
  • 著者名/発表者名: Yoko Toba et al.
  • 雑誌名: European Jounal of Neuroscience 15 ページ: 1-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Spatiotemporal expression patterns of N-syndecan, a transmembrane heparan sulfate proteoglycan, in developing retina. (2002)
  • 著者名/発表者名: Masaru Inatani et al.
  • 雑誌名: Investigative Opthalomolgy and Visual Sciences 43 ページ: 1616-1621
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Advances in Pharmacology, Vol. 53 (分担執筆) (2006)
  • 著者名/発表者名: Fumiko Matsui, Atsuhiko Oohira
  • 出版者: Elsevier Inc., San Diego, CA(In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Advances in Pharmacology, Vol. 53 (分担執筆) (2006)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Aono, Atsuhiko Oohira
  • 出版者: Elsevier Inc., San Diego, CA(In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] Comprehensive Glycoscience : From Chemistry to System Biolgy (2006)
  • 著者名/発表者名: Atsuhiko Oohira (分担執筆)
  • 出版者: Elsevier Science Ltd., Oxford, UK(In press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] 特許 (2004)
  • 発明者名: 大平敦彦他
  • 権利者名: 生科学工業
  • 産業財産権番号: 特願2004-228692
  • 出願年月日: 2004-08-04
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] 特許 (2004)
  • 発明者名: 大平敦彦他
  • 権利者名: 生科学工業
  • 産業財産権番号: 特願2004-228693
  • 出願年月日: 2004-08-04
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より