| 研究課題/領域番号 |
21390025
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| 研究機関 | 神戸薬科大学 |
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研究代表者 |
北川 裕之 神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (40221915)
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| 研究分担者 |
三上 雅久 神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (20330425)
灘中 里美 神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (60378578)
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| キーワード | プロテオグリカン / 糖転移酵素 / コンドロイチン硫酸 / 硫酸基転移酵素 / 酵素複合体 / 軟骨形成不全 / 細胞接着分子 / 骨芽細胞分化 |
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| 研究概要 |
我々は世界に先駆けて、ヘパラン硫酸やコンドロイチン硫酸(CS)などの硫酸化グリコサミノグリカン(GAG)鎖の生合成に関与する10種類以上の酵素遺伝子のクローニングを行ってきた。本研究では、これら合成酵素の活性や発現を改変することにより、硫酸化GAG鎖の発現制御機構や機能を明らかにし、その成果に基づく病態の解明と治療のための基盤となる研究を行う。
(1)軟骨形成不全症の病因の解明を目指したコンドロイチン硫酸鎖の生合成機構の解析
我々は、CS鎖の合成に関与する糖転移酵素の一つであるコンドロイチンN-アセチルガラクトサミン転移酵素-1(ChGn-1)遺伝子のノックアウトマウスでは、CSの本数が減少し、軟骨形成に異常が見られることを報告した。CSは、N-アセチルガラクトサミン(GalNAc)とグルクロン酸の二糖が数十回交互に繰り返した構造を特徴とするが、ChGn-1はGalNAcを転移する活性しか保持せず、どのようにCS鎖の本数を制御するのかは不明であった。そこで、ChGn-1がCSの合成に関わる硫酸基車転移酵素と共同でCS鎖の本数を制御する可能性を検討したところ、ChGn-1はコンドロイチン4-O-硫酸基転移酵素-2(C4ST-2)と共同でCS鎖の本数を調節することが判明した。
(2)骨芽細胞分化におけるCS鎖の機能解析
CS鎖は、骨芽細胞分化を調節していることが知られているが、その機構は不明である。そこで、マウス頭蓋骨由来細胞株MC3T3-E1細胞を用いて、骨芽細胞分化におけるCS鎖の機能解析を行った。その結果、GalNAcの4位と6位が共に硫酸化された構造を多く含むCS-Eと呼ばれるCS鎖が、MC3T3-E1細胞上に存在する細胞接着分子であるN-cadherinやcadherin-11に特異的に結合することにより、ERKやSmadシグナル伝達を調節し、骨芽細胞分化を促進することが判明した。
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