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2021 年度 実績報告書

硫酸化糖鎖の合成異常に起因する疾患糖鎖生物学

研究課題

研究課題/領域番号 20H03386
研究機関神戸薬科大学

研究代表者

北川 裕之  神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (40221915)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードコンドロイチン硫酸 / プロテオグリカン / 乾癬 / 乳がん / 糖鎖シグナル
研究実績の概要

コンドロイチン硫酸は、増殖因子などによるシグナル伝達経路を調節し、幹細胞の性質を制することが知られているが、コンドロイチン硫酸のうち、6位が硫酸化されたコンドロイチン硫酸は皮膚に存在する幹細胞の増殖を EGFR 経路を介して制御することを明らかにした。さらに、この糖鎖構造の合成低下は皮膚のバリア機能を損ね、乾癬を発症しやすい弱い皮膚を作り出すことを明らかにした。
Basal-like型乳がんは、悪性度が高く予後が悪いことで知られている。このタイプの乳がんに属する細胞株の一つに BT-549があるが、我々はこれまでに、この細胞の浸潤能がコンドロイチン4-O-硫酸基転移酵素-1 (C4ST-1) によって調節されることを明らかにしている。この浸潤調節は、C4ST-1によって合成されるコンドロイチン硫酸がN-カドヘリン/β-カテニン経路を介してマトリクスメタロプロテアーゼ (MMP) の発現を制御することを機序としている。がん細胞から分泌されたMMPは、基底膜を構成する細胞外マトリクス成分を分解して浸潤能を促進するだけでなく、膜貫通型プロテオグリカンであるシンデカン-1を切断し、がん細胞の増殖に関与する。C4ST-1を欠損させたBT-549 細胞では、シンデカン-1の切断が顕著に抑制され、興味深いことに、増殖能が低下した。また、全長型シンデカン-1が MMPによって切断されると、細胞外ドメインと細胞質ドメインを生じるが、細胞質ドメインがAKTのSUMO化を誘導し、AKTの活性を上昇させることで細胞増殖を促進する可能性が示された。SUMO化はがんの素因と深く関わっていることが知られているが、この上流にC4ST-1が位置しており、シンデカン-1を介してタンパク質のSUMO化を調節することで、Basal-like 型乳がん細胞の増殖能を高めていることが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

コンドロイチン硫酸が皮膚に存在する幹細胞の増殖を制御することやBasal-like 型乳がん細胞の増殖能を制御するを明らかにし、その結果を論文として公表できたため。

今後の研究の推進方策

本年度は、以前から作成していた硫酸化グリコサミノグリカン鎖の合成に関わる様々な酵素遺伝子の欠損マウスを用いて、神経や骨、及び筋疾患に関わる硫酸化グリコサミノグリカン鎖の構造変化と機能の解析を行い、これらに関連する“疾患糖鎖”を糖鎖構造・生合成の面から明らかにしていく。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学/リード大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      ケンブリッジ大学/リード大学
  • [国際共同研究] CNR/フローレンス大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      CNR/フローレンス大学
  • [国際共同研究] サスカチュワン大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      サスカチュワン大学
  • [雑誌論文] Chondroitin sulfate N-acetylgalactosaminyltransferase-2 plays a cardioprotective role in heart failure caused by acute pressure overload.2022

    • 著者名/発表者名
      Haryono, A., Ikeda, K., Nugroho, D. B, Ogata, T, Tsuji, Y., Matoba, M., Moriwaki, M., Kitagawa, H., Igarashi, M., Hirata, H., and Emoto, N.
    • 雑誌名

      J. Am. Heart Assoc.

      巻: 11 ページ: e023401

    • DOI

      10.1161/JAHA.121.023401

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cleavage of Syndecan-1 Promotes the Proliferation of the Basal-like Breast Cancer Cell Line BT-549 via Akt SUMOylation.2021

    • 著者名/発表者名
      Nadanaka, S., Bai, Y., and Kitagawa, H.
    • 雑誌名

      Front. Cell Dev. Biol.

      巻: 9 ページ: 659428

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.659428

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chondroitin 6-sulphate is required for neuroplasticity and memory in ageing.2021

    • 著者名/発表者名
      Yang, S., Gigout, S., Molinaro, A. Naito-Matsui, Y., Hilton, S., Foscarin, S., Nieuwenhuis, B., Tan, C. L., Verhaagen, J., Pizzorusso, T., Saksida, L. M., Bussey, T. M., Kitagawa, H., Kwok, J. C. F., and Fawcett, J. W.
    • 雑誌名

      Mol. Psychiatry

      巻: 26 ページ: 5658-5668

    • DOI

      10.1038/s41380-021-01208-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 組換えカイコと天然糖鎖資源を活用するネオグライコバイオロジクスの創製と機能評価2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤 孝司、西岡 宗一郎、篠田 知果、竹内 美絵、月本 準、佐々井 優弥、大石 高生、灘中 里美、北川 裕之、原園 景、石井 明子、小林 功、笠嶋 めぐみ、立松 謙一郎、瀬筒 秀樹
    • 学会等名
      日本薬学会142年会
  • [学会発表] Genetically Reduced Chondroitin Sulfate Prevents the Progression of Diabetic Neuropathy via Pericyte Functions.2021

    • 著者名/発表者名
      Hajime Ishiguro, Takashi Ushiki, Atsuko Honda, Tadahisa Mikami, Hiroshi Kitagawa, Masayoshi Masuko, Kazunori Sango, Michihiro Igarashi, Hirohito Sone.
    • 学会等名
      The 81st Scientific Sessions American Diabetes Association
    • 国際学会
  • [学会発表] Arsi: a novel chondroitin sulfatase acts during cartilage maturation2021

    • 著者名/発表者名
      R Grecco-Machado, D. Brown, Y. Naito-Mastui, P. Gomez-Picos, K. Ovens, I. McQuillian, I. Pickering, G. George, H. Kitagawa, B. F. Eames
    • 学会等名
      Society for Developmental Biology (SDB) 80th Annual Meetin
    • 国際学会
  • [学会発表] 全ヒト糖鎖関連遺伝子Variantの網羅的抽出と解析2021

    • 著者名/発表者名
      西原 祥子、木下 聖子、栂谷内 晶、細田 正恵、伊藤 和義、山口 芳樹、真鍋 法義、大野 詩歩、稲森 啓一郎、井ノ口 仁一、灘中 里美、北川 裕之、城田 松之、木下 賢吾
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
  • [学会発表] シンデカン-1を利用したBasal-like型乳がん細胞の巧みな増殖戦略2021

    • 著者名/発表者名
      灘中 里美、北川 裕之
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
  • [学会発表] 発生期の大脳皮質で形成されるヒアルロン酸を含む細胞外マトリクスの解析2021

    • 著者名/発表者名
      武渕 明裕夢、武智 美奈、佐藤 ちひろ、北島 健、北川 裕之、宮田 真路
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
  • [学会発表] 胎仔期大脳皮質においてヒアルロン酸/ニューロカン/テネイシンCの三者複合体が形成される2021

    • 著者名/発表者名
      武渕 明裕夢、武智 美奈、佐藤 ちひろ、北島 健、北川 裕之、宮田 真路
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] ムコ多糖症Ⅰ型ニホンザルへの遺伝子組換えカイコ由来ヒトリソソーム酵素の補充効果2021

    • 著者名/発表者名
      篠田 知果、西岡 宗一郎、小林 功、灰谷-笠嶋 めぐみ、立松 謙一郎、飯塚 哲也、木下 崇司、三谷 藍、大石 高生、兼子 明久、今村 公紀、宮部-西脇 貴子、北川 裕之、灘中 里美、瀬筒 秀樹、伊藤 孝司
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
  • [学会発表] 糖鎖を知る -病気への挑戦-2021

    • 著者名/発表者名
      北川 裕之
    • 学会等名
      神戸薬科大学エクステンションセンター e-learning講座 第47回卒後研修講座
    • 招待講演
  • [学会発表] 硫酸化グリコサミノグリカンの合成異常による炎症性疾患発症機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      北川 裕之
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] コンドロイチン硫酸の骨格筋維持機構における役割と加齢性構造変化2021

    • 著者名/発表者名
      三上 雅久、北川 裕之
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [図書] Comprehensive Glycoscience 2nd edition, Volume 32021

    • 著者名/発表者名
      Mikami, T., and Kitagawa, H.
    • 総ページ数
      484
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      978-0-12-822244-7
  • [備考] 神戸薬科大学 生化学研究室

    • URL

      http://www.kobepharma-u.ac.jp/~biochem/

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公開日: 2022-12-28  

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