がん幹細胞糖鎖の構造と機能

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05071
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 舘野 浩章 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬基盤研究部門, 主任研究員 (30450670)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 糖鎖 / レクチン / 癌幹細胞

研究実績の概要

研究代表者はヒトiPS/ES細胞に発現する糖鎖をレクチンアレイで網羅解析した結果、ヒトiPS/ES細胞に特異的に反応するレクチンとしてrBC2LCNを発見するとともに、rBC2LCNを用いてヒトiPS/ES細胞を検出・除去する新たな技術を開発してきた。最近、このrBC2LCNが膵がん幹細胞に強く結合することを見出した。そこで本研究では、膵がん幹細胞の糖鎖構造を明らかにする。次にrBC2LCNが認識する糖タンパク質マーカーを同定し、その構造と機能を明らかにする。更に、rBC2LCNを用いて膵がんを殺傷除去するための新たな技術を開発する。最終的には最大の難治がんである膵がん幹細胞糖鎖の構造と機能についての理解を深めることを目的とする。本年度は膵がん幹細胞用の性質を示す癌細胞株を含む各種膵がん細胞株、膵がんゼノグラフトモデルから採取した癌部の糖鎖プロファイルをレクチンアレイで解析した。その結果、膵がん及び膵がん幹細胞様の膵がん細胞株に発現する糖鎖プロファイルを取得することができた。またゼノグラフトモデルの膵がんの癌部からヒドラジン分解で糖鎖を切り出し、液体クロマトグラフィーと質量分析を用いて定量的な糖鎖構造解析を実施した。更に、rBC2LCNレクチンが反応する糖タンパク質を、質量分析を用いたプロテオミクス的手法で網羅的に解析した。また糖結合特異性から選抜した計２０種のレクチンを用いて、薬剤処理前後の膵がんゼノグラフトモデルへの反応性を解析した。薬剤融合型rBC2LCNを用いて、膵がん細胞株への殺傷効果を検討した。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の予定していた通り研究を遂行し、成果を挙げることができた。

今後の研究の推進方策

研究計画通り、膵がん、特に薬剤耐性膵がん幹細胞に発現する糖鎖構造と機能を明らかにすることにより、膵がんに対する新たな治療法の開発につながる基礎的知見を得る。

研究成果

• [国際共同研究] The University of California/The Wistar Institute(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: The University of California/The Wistar Institute
• [雑誌論文] Development of a practical sandwich assay to detect human pluripotent stem cells using cell culture media. (2017)
  • 著者名/発表者名: Tateno H, Hiemori K, Hirayasu K, Sougawa N, Fukuda M, Warashina M, Amano M, Funakoshi T, Sadamura Y, Miyagawa S, Saito A, Sawa Y, Shofuda T, Sumida M, Kanemura Y, Nakamura M, Okano H, Onuma Y, Ito Y, Asashima M, Hirabayash J.
  • 雑誌名: Regenerative Therapy 巻: 6 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.reth.2016.12.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] レクチンを用いたヒト間葉系幹細胞の品質評価 (2017)
  • 著者名/発表者名: 舘野浩章
  • 雑誌名: B&I 巻: 75 ページ: 134-136
• [雑誌論文] Affinity-based Glycan Analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Tateno H
  • 雑誌名: Proteomics 巻: 16 ページ: 3055
  • DOI: 10.1002/pmic.201670314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Carbohydrate-binding domain of the POMGnT1 stem region modulates O-mannosylation sites of α-dystroglycan (2016)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara N, Manya H, Yamada T, Tateno H, Kanagawa M, Kobayashi K, Akasaka-Manya K, Hirose Y, Mizuno M, Ikeguchi M, Toda T, Hirabayashi J, Senda T, Endo T, Kato R.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 113 ページ: 9280-9285
  • DOI: 10.1073/pnas.1525545113
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification, Characterization, and X-ray Crystallographic Analysis of a Novel Type of Mannose-Specific Lectin CGL1 from the Pacific Oyster Crassostrea gigas (2016)
  • 著者名/発表者名: Unno H, Matsuyama K, Tsuji Y, Goda S, Hiemori K, Tateno H, Hirabayashi J, Hatakeyama T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep29135
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A rationally engineered yeast pyruvyltransferase Pvg1p introduces sialylation-like properties in neo-human-type complex oligosaccharide. (2016)
  • 著者名/発表者名: Higuchi Y, Yoshinaga S, Yoritsune K, Tateno H, Hirabayashi J, Nakakita S, Kanekiyo M, Kakuta Y, Takegawa K.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep26349
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of the cysteine residue responsible for oxidative inactivation of mouse galectin-2 (2016)
  • 著者名/発表者名: Tamura M, Sasai A, Ozawa R, Saito M, Yamamoto K, Takeuchi T, Ohtake K, Tateno H, Hirabayashi J, Kobayashi J, Arata Y
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 160 ページ: 233-241
  • DOI: 10.1093/jb/mvw029
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generation of a monoclonal antibody recognizing the CEACAM glycan structure and inhibiting adhesion using cancer tissue-originated spheroid as an antigen (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Tateno H, Adachi J, Okuyama H, Endo H, Tomonaga T, Inoue M
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep24823
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] α2-6sialylation is a marker of the differentiation potential of human mesenchymal stem cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Tateno H, Saito S, Hiemori K, Kiyoi K, Hasehira K, Toyoda M, Onuma Y, Ito Y, Akutsu H, Hirabayashi J
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 26 ページ: 1328-1337
  • DOI: 10.1093/glycob/cww039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two carbohydrate recognizing domains from Cycas revoluta leaf lectin show the distinct sugar-binding specificity-A unique mannooligosaccharide recognition by N-terminal domain (2016)
  • 著者名/発表者名: Shimokawa M, Haraguchi T, Minami Y, Yagi F, Hiemori K, Tateno H, Hirabayashi J
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 160 ページ: 27-35
  • DOI: 10.1093/jb/mvw011
  • 査読あり
• [雑誌論文] 幹細胞グライコミクス：構造、機能、応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 舘野浩章
  • 雑誌名: Journal of Japanese Biochemical Society 巻: 88 ページ: 761-765
  • DOI: 10.14952/SEIKAGAKU.2016.880761
• [学会発表] 糖鎖を標的としたヒト間葉系幹細胞品質管理技術の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 舘野浩章
  • 学会等名: 第１６回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2017-03-08
• [学会発表] 造腫瘍性を有するヒトES/iPS細胞の除去と非侵襲的モニタリング技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 舘野浩章
  • 学会等名: 第１６回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2017-03-07
  • 招待講演
• [学会発表] a2-6シアリルN型糖鎖はヒト間葉系幹細胞の分化ポテンシャルマーカーである (2016)
  • 著者名/発表者名: 舘野浩章、馳平加代、平林淳
  • 学会等名: 第３５回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと
  • 年月日: 2016-09-02
• [学会発表] GLYCAN-TARGETED ELIMINATION OF TUMORIGENIC HUMAN PLURIPOTENT STEM CELLS BY AN ENGINEERED LECTIN-TOXIN FUSION PROTEIN DRUG (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Tateno, Yasuko Onuma, Yuzuru Ito, Jun Hirabayashi
  • 学会等名: ISSCR2016
  • 発表場所: Moscone West
  • 年月日: 2016-06-22 – 2016-06-25
  • 国際学会
• [学会発表] a2-6SIALYLATION IS A MARKER OF THE DIFFERENTIATION POTENTIAL OF HUMAN MESENCHYMAL STEM CELLS (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Tateno, Masashi Toyoda, Yasuko Onuma, Yuzuru Ito, Hidenori Akutsu, Jun Hirabayashi
  • 学会等名: ISSCR2016
  • 発表場所: Moscone West
  • 年月日: 2016-06-22 – 2016-06-25
  • 国際学会
• [備考] 国立研究開発法人産業技術総合研究所創薬基盤研究部門細胞グライコーム標的技術グループ
  • URL: https://unit.aist.go.jp/brd/jp/groups/cgtrg/cgtrg.html
• [産業財産権] がんの診断及び治療方法 (2016)
  • 発明者名: 舘野浩章、他７名
  • 権利者名: 舘野浩章、他７名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2016/079577
  • 出願年月日: 2016-10-05
  • 外国