糖鎖シグナル伝達の新コンセプトがもたらす細胞制御

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K18251
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 門松 健治 名古屋大学, 糖鎖生命コア研究所, 所長 (80204519)
• 研究期間 (年度): 2021-07-09 – 2024-03-31
• キーワード: ヘパラン硫酸 / ALK / PTPRσ / LAR / 糖鎖

研究実績の概要

糖鎖はタンパク質と比べてゆらぎが大きく、X線やMRIの解析により平均的立体構造を得ることは難しい。従ってこれまでタンパク質の常識は糖鎖では非常識であることが多くあった。その最たる例として、増殖因子（タンパク質）のように直接に受容体を介して細胞内にシグナルを伝えることは、糖鎖にはできないと考えられてきた。ところが最近糖鎖に対する受容体が見つかった。但し、その酵素活性の生物学的意義は不明であった。我々はその糖鎖のリガンドとしてのコア構造を決定し、受容体酵素の基質を含む下流シグナル、そしてそれによる神経軸索再生制御を解明した。この発見は例外的な糖鎖のシグナル経路とは考えにくく、新しいコンセプトが隠されている可能性が高い。本研究の眼目は、多面的アプローチによって、糖鎖シグナル伝達という新コンセプトを樹立することにある。
我々は、異なる糖鎖受容体同士のクロストークを見出すことができた。すなわち、受容体型チロシンフォスファターゼPTP sigmaと受容体型チロシンキナーゼALKとの、コータクチンのリン酸化、脱リン酸化を介するクロストークである。さらに、PTP sigmaとALKの共通基質候補分子はコータクチン以外にも複数あることを近接ビオチンラベリングによって見出した。R5年度はこれらの共通基質候補分子群の中でAPBB1の解析と、脳内で果たすALKの機能について解析を進めた。また、軸索再生能についてembryoとadultの対照的な差異を見出し、へパラン硫酸の一つであるグリピカン２が糖鎖スイッチとしての決定的役割を担うことを見出した。加えて、運動学習における糖脂質の重要性を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Detecting and exploring kidney-derived extracellular vesicles in plasma. (2024)
  • 著者名/発表者名: Komatsu S, Kato N, Kitai H, Funahashi Y, Noda Y, Tsubota S, Tanaka A, Sato Y, Maeda K, Saito S, Furuhashi K, Ishimoto T, Kosugi T, Maruyama S, Kadomatsu K.
  • 雑誌名: Clin Exp Nephrol. 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1007/s10157-024-02464-z.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Towards the in vivo identification of protein-protein interactions. (2023)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Y, Kadomatsu K, Sakamoto K.
  • 雑誌名: J Biochem. 巻: 173 ページ: 413-415
  • DOI: 10.1093/jb/mvad013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glypican-2 defines age-dependent axonal response to chondroitin sulfate. (2023)
  • 著者名/発表者名: Ouchida J, Ozaki T, Segi N, Suzuki Y, Imagama S, Kadomatsu K, Sakamoto K.
  • 雑誌名: Exp Neurol. 巻: 366 ページ: 114444.
  • DOI: 10.1016/j.expneurol.2023.114444.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of lipid synthesis in myelin modulates neural activity and is required for motor learning. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kato D, Aoyama Y, Nishida K, Takahashi Y, Sakamoto T, Takeda I, Tatematsu T, Go S, Saito Y, Kunishima S, Cheng J, Hou L, Tachibana Y, Sugio S, Kondo R, Eto F, Sato S, Moorhouse AJ, Yao I, Kadomatsu K, Setou M, Wake H.
  • 雑誌名: Glia. 巻: 71 ページ: 2591-2608
  • DOI: 10.1002/glia.24441. Epub 2023 Jul 20.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-cell Glycogenomics Deciphers Links Between Altered Transcriptional Regulation and Aberrant Glycosylation in Alzheimer's Disease. (2023)
  • 著者名/発表者名: Matsui Y, Togayachi A, Sakamoto K, Angata K, Kadomatsu K, Nishihara S.
  • 雑誌名: bioRxiv [Preprint]. 巻: - ページ: 573290
  • DOI: 10.1101/2023.12.25.573290.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitotic Dysregulation at Tumor Initiation Creates a Therapeutic Vulnerability to Combination Anti-Mitotic and Pro-Apoptotic Agents for MYCN-Driven Neuroblastoma. (2023)
  • 著者名/発表者名: Zhai L, Balachandran A, Larkin R, Seneviratne JA, Chung SA, Lalwani A, Tsubota S, Beck D, Kadomatsu K, Beckers A, Durink K, De Preter K, Speleman F, Haber M, Norris MD, Swarbrick A, Cheung BB, Marshall GM, Carter DR
  • 雑誌名: Int J Mol Sci. 巻: 24 ページ: 15571
  • DOI: 10.3390/ijms242115571.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Basigin is released in extracellular vesicles derived from the renal tubular epithelium in response to albuminuria. (2023)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Maeda K, Kato N, Seko H, Sugimura M, Sato Y, Ryuge A, Kato S, Kadomatsu K, Maruyama S, Kosugi T.
  • 雑誌名: Nephrology (Carlton). 巻: 28 ページ: 629-638
  • DOI: 10.1111/nep.14227. Epub 2023 Aug 10.
  • 査読あり
• [学会発表] ヒューマングライコームプロジェクト～プロジェクトの開始と将来の展望～ (2024)
  • 著者名/発表者名: 門松健治
  • 学会等名: PIフォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] 硫酸化糖鎖と軸索再生. (2024)
  • 著者名/発表者名: 門松健治
  • 学会等名: 第23回日本再生医療学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] ヒューマングライコームプロジェクトと疾患. (2023)
  • 著者名/発表者名: 門松健治
  • 学会等名: 日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] ヒューマングライコームプロジェクト始動と開く未来. (2023)
  • 著者名/発表者名: 門松健治
  • 学会等名: 第17回 多糖の未来フォーラム
  • 招待講演
• [学会発表] ヒューマングライコームプロジェクト～プロジェクトの開始と将来の展望～ (2023)
  • 著者名/発表者名: 門松健治
  • 学会等名: Science Pioneers Consortium 2023
  • 招待講演
• [学会発表] Crosstalk of glycosaminoglycans and cell surface receptors in neural wiring/rewiring. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kenji Kadomatsu
  • 学会等名: 26th International Symposium on Glycoconjugates.
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 糖鎖生命コア研究所
  • URL: https://igcore.thers.ac.jp