異なる２種類の先天性疾患で発見されたNotch1変異体の分子機能異常の解析

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K18502
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 小川 光貴 名古屋大学, 医学系研究科, 研究員 (70727429)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: アダムズ-オリバー症候群 / Notch1 / Notchシグナル / 分子機能異常

研究実績の概要

Notch シグナルは、細胞間コミュニケーションを司る主要なシグナル伝達経路であり、発生過程における多彩な細胞運命の決定プロセスに関与する。申請者は、Notch 受容体上におこる細胞外 O-GlcNAc 修飾の欠損が先天性疾患アダムズ-オリバー症候群 (AOS) の原因であることを明らかにした[Ogawa et al., JBC. 2015]。2014年8月にAOS の原因遺伝子として NOTCH1 が報告されたが、変異により Notch 受容体のどの分子機能が異常になるかは不明である。本研究は、AOS 変異と他の疾患で報告されている NOTCH1 変異の分子機能異常と比較することで、生体における厳密な Notch シグナルの制御が、いつ、どのような機能を持つかを明らかにすることを目的とした。
今年度は、前年度に作成した AOS で発見された Notch1 遺伝子変異体を使用して、Notch1 遺伝子変異体の分子機能異常の解析をおこなった。その結果、AOS 型 Notch1 遺伝子変異体は Notch シグナルの異常が認められることが分かった。これは、リガンド結合に重要なEGFドメイン付近に変異がある Notch1 遺伝子変異体においては、リガンドとの結合性に異常が生じる為であることが分かった。一方、それ以外の Notch1 遺伝子変異体は局在性やタンパク質の安定性に異常が認められることを見出した。これらの結果から、AOSはNotch シグナル異常症であり、特に、リガンドとの相互作用に異常が生じていることが分かった。

研究成果

• [国際共同研究] Albert Einstein College of Medicine(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: Albert Einstein College of Medicine
• [雑誌論文] O-GlcNAc on NOTCH1 EGF repeats regulates ligand-induced Notch signaling and vascular development in mammals (2017)
  • 著者名/発表者名: *Shogo Sawaguchi, *Shweta Varshney, *Mitsutaka Ogawa, Yuta Sakaidani, Hirokazu Yagi, Kyosuke Takeshita, Toyoaki Murohara, Koichi Kato, Subha Sundaram , Pamela Stanley and Tetsuya Okajima. (*equal contribution)
  • 雑誌名: eLife 巻: 6 ページ: e24419
  • DOI: 10.7554/eLife.24419
  • 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] Neogenin defined as a GD3-associated molecule by enzyme-mediated activation of radical sources confers malignant properties via intra-cytoplasmic domain in melanoma cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kei Kaneko, Yuki Ohkawa, Noboru Hashimoto, Yuhsuke Ohmi, Norihiro Kotani, Koichi Honke, Mitsutaka Ogawa, Tetsuya Okajima, Keiko Furukawa and Koichi Furukawa.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 291(32) ページ: 16630-16643
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.708834
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Vascular development and Dll4-O-GlcNAc-Notch1 axis caused by Adams-Oliver syndrome. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsutaka Ogawa, Shogo Sawaguchi, Tetsuya Okajima.
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] Extracellular O-GlcNAc is required for retinal vascular development and Dll4-Notch signaling. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsutaka Ogawa, Shweta Varshney, Shogo Sawaguchi, Yuta Sakaidani, Hirokazu Yagi, Kyosuke Takeshita, Toyoaki Murohara, Koichi Kato, Pamela Stanley, Tetsuya Okajima.
  • 学会等名: Society for Glycobiology 2016 ANNUAL MEETING
  • 発表場所: アメリカ, ニューオリンズ
  • 年月日: 2016-11-19 – 2016-11-22
  • 国際学会
• [学会発表] O-GlcNAc regulates Dll4-Notch signaling and vascular development in mammals. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsutaka Ogawa
  • 学会等名: The 10th Notch meeting.
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所（静岡県三島市）
  • 年月日: 2016-10-05 – 2016-10-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] Notch シグナルと血管形成に関与する 糖修飾 O-結合型 N-アセチルグルコサミンの発見
  • URL: http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20170411_med_1.pdf