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2023 年度 実績報告書

ヘパラン硫酸生合成酵素の変異による遺伝病の発症機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K06552
研究機関名城大学

研究代表者

山田 修平  名城大学, 薬学部, 教授 (70240017)

研究分担者 水本 秀二  名城大学, 薬学部, 准教授 (40443973)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードへパラン硫酸 / EXTL3 / 生合成 / 遺伝病 / ノックアウトマウス / キシロース転移酵素 / グリコサミノグリカン
研究実績の概要

へパラン硫酸(HS)の生合成酵素をコードする遺伝子群の変異に基づく遺伝病に関する詳細を調べるため、下記の5種の実験を行った。
【実験1】HS生合成酵素の1つであるキシロース転移酵素について、患者で見つかっている変異型酵素の組換え体を作製し、活性の測定を行った。現在論文作成中である。また、ゴルジ体内でUDPをUMPに変換する酵素の欠損でも、同様の疾患が見つかったため、ゴルジ体内に蓄積したUDPがHS生合成酵素群を阻害する可能性を予測し、実験を行ったところ、予想通りの結果が得られた。この結果についても、現在論文作成中である。さらに、HS生合成酵素の基質である糖-ヌクレオチドのゴルジ体へのトランスポーターのノックアウト(KO)マウスを作製し、解析した。この成果については、論文発表した。
【実験2】HSの生合成の鍵酵素の1つであるEXTL3変異患者由来の不死化した細胞からHS鎖を精製し、その含有量、二糖組成、鎖長を調べ、健常人やヘテロ体(父親)由来の細胞のデータと比較し、構造の変化を見出した。
【実験3】T細胞特異的Extl3 KOマウスの解析: T細胞分化に遅れがあることを発見し、国際学会で成果を発表した。
【実験4】脳特異的Extl3 KOマウスの解析:脳の発達への影響を調べるため、さまざまな行動観察実験を実施した。同腹子の野生型やヘテロ型マウスと比較し、現時点で、有意な差は見られていない。そこで、海馬など脳のいくつかの組織におけるExtl3のmRNAの発現をリアルタイムPCRで、HSの発現を免疫染色によって、解析した。しかし、有意な差は見られず、KOしているグルタミン酸作動性神経の周囲の細胞が、補填的に産生している可能性が考えられる。
【実験5】腎糸球体特異的Extl3 KOマウスの解析:腎糸球体基底膜のへパラン硫酸に影響が及んでいるのかについて調べた。成果を学会で発表した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mice lacking nucleotide sugar transporter SLC35A3 exhibit lethal chondrodysplasia with vertebral anomalies and impaired glycosaminoglycan biosynthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Saito Soichiro、Mizumoto Shuji、Yonekura Tsukasa、Yamashita Rina、Nakano Kenta、Okubo Tadashi、Yamada Shuhei、Okamura Tadashi、Furuichi Tatsuya
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 18 ページ: e0284292

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0284292

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] グリコサミノグリカン生合成に関わるキシロース転移酵素の遺伝性疾患を発症する変異型の酵素活性測定2024

    • 著者名/発表者名
      野原若菜、清益慎也、山田修平、水本秀二
    • 学会等名
      日本薬学会第144回年会
  • [学会発表] グルタミン酸作動性神経特異的にヘパラン硫酸生合成酵素Extl3を完全欠損させたマウスの解析2023

    • 著者名/発表者名
      荻堂百佳、髙羽里佳、衣斐大祐、水本秀二、平松正行、菅原 明、山田修平
    • 学会等名
      第55回日本結合組織学術大会
  • [学会発表] 糸球体たこ足細胞特異的にヘパラン硫酸生合成酵素EXTL3を欠損させたマウスにおけるヘパラン硫酸の解析2023

    • 著者名/発表者名
      石垣凜空馬、村松 尚、水本秀二、松阪泰二、菅原 明、山田修平
    • 学会等名
      第69回日本薬学会東海支部総会・大会
  • [学会発表] グルタミン酸作動性神経特異的にヘパラン硫酸(HS)合成酵素EXTL3を欠損させたマウス脳におけるHS、Extl3の発現解析2023

    • 著者名/発表者名
      沼崎礼奈、髙羽里佳、衣斐大祐、水本秀二、平松正行、菅原明、山田修平
    • 学会等名
      第69回日本薬学会東海支部総会・大会
  • [学会発表] Analysis of T cell differentiation in mice lacking heparan sulfate biosynthetic enzyme Extl32023

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Asaoka, Natsu Yamazaki, Shuji Mizumoto, Tadashi Yamashita, Akira Sugawara, Shuhei Yamada
    • 学会等名
      The 26th International Glycoconjugate Symposium (Glyco26)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of uridine diphosphate on the enzymatic activities of glycosaminoglycan biosynthetic enzymes, xylosyl- and glucuronyl-transferases2023

    • 著者名/発表者名
      Asaka Takayasu, Shuhei Yamada, Shuji Mizumoto
    • 学会等名
      The 26th International Glycoconjugate Symposium (Glyco26)
    • 国際学会
  • [学会発表] Hereditary bone disorders caused by reduced activity of xylosyltransferases involved in glycosaminoglycan biosynthesis2023

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Yamada, Asaka Takayasu, Shinya Kiyomasu, Shuji Mizumoto
    • 学会等名
      The 26th International Glycoconjugate Symposium (Glyco26)
    • 国際学会
  • [学会発表] ウリジン二リン酸(UDP)によるUDP-グルクロン酸デカルボキシラーゼ、キシロース転移酵素およびグルクロン酸転移酵素活性への影響2023

    • 著者名/発表者名
      水本秀二、髙安麻香、古川憲司、山田修平
    • 学会等名
      糖鎖科学中部拠点 第19回若手の力フォーラム
  • [学会発表] Effect of uridine diphosphate on the enzymatic activities of UDP-GlcA decarboxylase, xylosyltransferase, and glucuronyltransferase20232023

    • 著者名/発表者名
      Shuji Mizumoto, Asaka Takayasu, Kenji Furukawa, Shuhei Yamada
    • 学会等名
      Annual Meeting of Society for Glycobiology
    • 国際学会
  • [学会発表] Glycosaminoglycan structure in congenital disorders caused by defects in its biosynthetic enzymes2023

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Yamada
    • 学会等名
      International conference of Proteoglycans in cancer and embryonic development
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 名城大学薬学部病態生化学研究室

    • URL

      http://www-yaku.meijo-u.ac.jp/Research/Laboratory/pathobio/index.html

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公開日: 2024-12-25  

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