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2017 年度 実績報告書

スフィンゴ糖脂質のシグナル制御機能における分子構造・機能連関の統合的理解

研究課題

研究課題/領域番号 15H04696
研究機関中部大学

研究代表者

古川 鋼一  中部大学, 生命健康科学部, 教授 (80211530)

研究分担者 大海 雄介  中部大学, 生命健康科学部, 助手 (10584758)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードスフィンゴ糖脂質 / セラミド / ガングリオシド / 脂質修飾 / シグナル制御
研究実績の概要

本研究の最後の年度となるので、結論に迫る実験を遂行するように努めた。まず、スフィンゴ糖脂質によるシグナル制御機能の解明において重要な、糖脂質の発現と、その膜上での膜分子との会合による協働作用の解析を試みた。そのために、メラノーマ、グリオーマ、小細胞肺癌の細胞株を用いて糖脂質のリモデリングを行い、各々の形質変化と細胞シグナルを解析した。
さらに、スフィンゴ糖脂質のシグナル制御機構を明らかにするために、糖脂質と相互作用する膜分子の同定を目指して、EMARS/MS解析を行い、メラノーマではネオジェニンを、マウスグリオーマではPDGF受容体alpha を、小細胞肺癌ではASCT-2を同定した。これらの膜分子は、標的のガングリオシドと特異的に結合することを、免疫共沈降とTLC免疫染色により示した。また、各々の受容体またはアミノ酸トランスポーター機能の発現により、各癌細胞の悪性形質の発現に関与することが示された。
一方、スフィンゴ糖脂質のシグナル制御機能の解明において、その脂質部位を含めた分子全体の化学構造の解析が不可避と考えられ、質量分析による脂質部位の構造解析を進めた。この点で非常に有用だったのが、GD3を発現させた大腸癌細胞株DLD-1である。この細胞はシアル酸を認識するシグレック7に認識されなかったが、CRISPR/Cas9による遺伝子ノックアウトによって、長鎖塩基に結合するC4位の水酸基を除去すると、シグレックの結合が認められた。
また、Des2遺伝子ノックアウトに加えて、脂肪酸の2C部位に水酸基を転移するFA2H遺伝子も、同様にノックアウトし、最終的に単独遺伝子ノックアウトと両者のダブルノックアウト株を樹立し、シグレック7の結合性が脂質部位の水酸基の数によって阻害されることが明らかになった。現在、NK様細胞と癌細胞の相互作用によるシグナル変化を解析し、興味深い結果を得ている。

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

    (11件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] ASCT2 defined by enzyme-mediated activation of radical sources enhances malignancy of GD2-plus small cell lung cancer2018

    • 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 Scienc

      巻: 109 ページ: 141-153

    • DOI

      10.1111/cas.13448

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycosylation is involved in malignant properties of cancer cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Hamamura and Koichi Furukawa
    • 雑誌名

      Cancer Translational Medicine

      巻: 3 ページ: 209-213

    • DOI

      10.4103/ctm.ctm_28_17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycolipids: Essential regulator of neuro-inflammation, metabolism and gliomagenesis2017

    • 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 ページ: 2479-2484

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2017.06.007

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inflammatory reactions in microenviron- ments, leading to melanomagenesis2017

    • 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: 8 ページ: 3

    • DOI

      10.4172/2155-9899.1000508

    • 査読あり
  • [学会発表] シアル酸認識レクチン シグレック7による糖脂質認識の特異性の解析2018

    • 著者名/発表者名
      古川鋼一、橋本 登、山本朗仁、Paul Crocker、大海雄介、Robiul H. Bhuiyan, 古川圭子
    • 学会等名
      糖鎖免疫Glyco-immunology 2018
  • [学会発表] Regulation of inflammation and malignant tumors by glycosylation2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Furukawa
    • 学会等名
      Invited Seminar at Academia Sinica, GlycoMedicine Seminar, Taipei
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of cell signaling by ganglioside GD3/GD2 in gliomas2017

    • 著者名/発表者名
      Koichi Furukawa, Yuki Ohkawa, Kei Kaneko, Noboru Hashimoto, Zhang Pu, Robiul H. Bhuiyan, Yuhsuke Ohmi, Keiko Furukawa
    • 学会等名
      GLYCO XXIV
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ガングリオシドGD2 は中性アミノ酸トランスポーターASCT2と協調的に働き小細胞肺がんの悪性形質を亢進させる2017

    • 著者名/発表者名
      江崎 寛季、大川 祐樹、橋本 登、津田 祐介、大海 祐介、ブイヤ ロビウル、古谷 典弘、本家 孝一、榎本 篤、高橋 雅英、古川 圭子、古川 鋼一
    • 学会等名
      第76回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] Roles of asialo-series ganglioside GD1alpha in human cancer cell lines2017

    • 著者名/発表者名
      Robiul H. Bhuiyan, Yuji Kondo, Yuki Ohkawa, Yuhsuke Ohmi, Pu Zhang, Tetsuya Okajima,Keiko Furukawa, Koichi Furukawa
    • 学会等名
      第76回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] ガングリオシドGD3/GD2はヒト由来神経膠腫U251細胞の悪性形質を増強する2017

    • 著者名/発表者名
      張璞、岩沢 太司、大川 裕樹、RH Bhuiyan、百田 洋之、若林俊彦、大海 雄介、岡島 徹也、古川 圭子、古川 鋼一
    • 学会等名
      第76回日本癌学会学術総会
  • [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、大川 祐樹、張 僕、小林 伊織、小谷 典弘、本家 孝一、古川 圭子、河原 敏男、古川 鋼一
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会

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公開日: 2019-12-27  

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