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2012 年度 実績報告書

癌転移におけるコンドロイチン硫酸の役割に関する分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 23390016
研究機関北海道大学

研究代表者

菅原 一幸  北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 特任教授 (60154449)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード癌 / 転移 / プロテオグリカン / コンドロイチン硫酸 / デルマタン硫酸 / ヘパラン硫酸 / グリコサミノグリカン / RAGE
研究概要

以前我々は、コンドロイチン硫酸(CS)鎖中のE-unit構造(GlcA-GalNAc(4S,6S))を認識するファージ抗体が、マウスLewis肺癌細胞を強く染色し、その細胞の肺への転移がこの抗体によって、著しく阻害されることを見出していた。そこで本研究では、これらの癌の転移の分子メカニズムにおけるコンドロイチン硫酸の役割を解明し、コンドロイチン硫酸を用いた創薬の可能性を追求した。その結果、肺癌細胞の転移に関わるCS鎖の受容体として, Receptor for Advanced Glycation End-products (RAGE)を同定した(Journal of Biological Chemistry, 2012)。さらに、抗RAGE抗体で、肺癌細胞の転移が有意に阻害されることも見出した。また、コンドロイチン硫酸鎖の合成に関わるN-アセチルガラクトサミン4-硫酸-6-O-硫酸基転移酵素の遺伝子発現をノックダウンすると、肺への癌細胞の転移が抑制されることも見出した(BioMed Research International, 2013)。これらの知見は、CSの癌転移における役割の解明だけでなく、将来的な抗癌剤の開発に繋がるものと考えられる。さらに、CSが関わる癌の転移に関する総説がFEBS Journal (2013)に掲載された。
また、C型肝炎ウイルスが肝臓のヘパラン硫酸と相互作用することも見出し(Glycoconjugate Journal, 2012)、抗ウイルス薬の可能性を示唆した。
これらの研究論文を含めて、国際誌に原著論文が3報、総説2報を発表した。また、国内学会発表5回、国際学会での発表を4回行った。

現在までの達成度 (区分)
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

当初の計画以上に進展している理由としては、査読有りの学術雑誌3編に論文が受理されたこと、総説2編および学会での発表も国内5件、国際学会4件にのぼるからである。また、原著論文(Mizumoto et al., Journal of Biological Chemistry, 287 (23), 18985-18994)の癌転移のメカニズムに関する研究内容がNatureの姉妹誌の「Science-Business eXchange」(5(18); doi:10.1038/scibx.2012.465)に紹介された。
さらに、研究内容についても日本人の死因の1位を占める「がん」をターゲットとし、これまでほとんど解析されてこなかったコンドロイチン硫酸のがん転移における役割を明らかにしつつある。具体的には肺の転移に関わるコンドロイチン硫酸の受容体としてReceptor for Advanced Glycation End products (RAGE)を同定し(Mizumoto et al., Journal of Biological Chemistry, 287 (23), 18985-18994)、さらにコンドロイチン硫酸の生合成に関わるN-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-O-sulfotransferaseのノックダウンが肺への癌転移を抑制することも発見した(Mizumoto et al., BioMed Research International, 2013, 656319)。また、コンドロイチン硫酸あるいはその抗体、抗RAGE抗体に、肺への癌細胞の転移阻害活性も見出したことから、将来的な抗癌剤の開発に繋がることも期待できるからである。

今後の研究の推進方策

さらに「癌転移におけるコンドロイチン硫酸の役割」について探求し、抗癌剤への開発に向けた基礎研究を推進する。具体的には、1) 癌細胞を用いたコンドロイチン硫酸鎖生合成酵素遺伝子発現の網羅的解析:2) 遺伝子ノッックダウンによる癌細胞の転移阻害実験:3) 癌細胞を用いたコンドロイチン硫酸鎖の硫酸化構造の網羅的解析: 4) 高転移性癌細胞表面のコンドロイチン硫酸-Eプロテオグリカンのコアタンパク質の同定:5) コンドロイチン硫酸に結合し、癌転移阻害物質のシーズの探索などである。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Glycosaminoglycans are functional ligands for Receptor for Advanced Glycation End-products (RAGE) in tumors2013

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto, S., and Sugahara, K.
    • 雑誌名

      FEBS Journal

      巻: 280 ページ: 2462-2470

    • DOI

      10.1111/febs.12156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression of N-acetylgalactosamine 4-sulfate 6-O-sulfotransferase involved in chondroitin sulfate synthesis is responsible for pulmonary metastasis2013

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto, S., Watanabe, M., Yamada, S., and Sugahara, K.
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2013 ページ: 656319

    • DOI

      doi: 10.1155/2013/656319

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Receptor for Advanced Glycation End Products (RAGE) Functions as a Receptor for Specific Sulfated Glycosaminoglycans, and Anti-RAGE Antibody or The Sulfated Glycosaminoglycans Delivered in vivo Inhibit Pulmonary Metastasis of Tumor Cells2012

    • 著者名/発表者名
      Mizumoto, S., Takahashi, J., and Sugahara, K.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 287 ページ: 18985-18994

    • DOI

      doi: 10.1074/jbc.M111.313437

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specific interaction of the envelope glycoproteins E1 and E2 with liver heparan sulfate involved in the tissue tropismatic infection by hepatitis C virus2012

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, F., Yamada, S., Taguwa, S., Naito, S., Tani, H., Matsuura, Y., and Sugahara, K.
    • 雑誌名

      Glycoconjugate Journal

      巻: 29 ページ: 211-220

    • DOI

      doi: 10.1007/s10719-012-9388-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ISCSM2011 Chondroitin sulfate E-type structure at tumor cell surface is involved in experimental metastasis2012

    • 著者名/発表者名
      Sugahara, K., and Mizumoto, S.
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 749 ページ: 33-45

    • DOI

      doi: 10.1007/978-1-4614-3381-1_3

    • 査読あり
  • [学会発表] Receptor for Advanced Glycation End products (RAGE)は肺転移に関わるがん細胞表面のグリコサミノグリカン受容体として機能する2012

    • 著者名/発表者名
      ○高橋潤, 水本秀二 , 菅原一幸
    • 学会等名
      第85回日本生化学会大会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡)
    • 年月日
      20121215-20121216
  • [学会発表] Receptor for Advanced Glycation End Products (RAGE)は癌細胞の肺転移に関わるコンドロイチン硫酸の受容体として機能する

    • 著者名/発表者名
      ○水本秀二、高橋潤、菅原一幸
    • 学会等名
      日本薬学会北海道支部第138回例会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • [学会発表] がんの肺転移に関わるグリコサミノグリカン受容体(RAGE)の同定

    • 著者名/発表者名
      ○高橋潤、水本秀二、菅原一幸
    • 学会等名
      第49 回日本生化学会北海道支部例会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
  • [学会発表] Characterization of a receptor for glycosaminoglycans that mediate experimental lung metastasis

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Sugahara
    • 学会等名
      The 15th Gordon Research Conference on Proteoglycans
    • 発表場所
      Proctor Academy(米国)
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖鎖生物学による癌の肺転移の分子メカニズムの解明 -抗癌剤開発に向けての洞察-

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Sugahara
    • 学会等名
      第16回未来創薬・医療イノベーションセミナー
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 招待講演
  • [学会発表] RAGEは癌細胞の肺転移に関わるコンドロイチン硫酸の受容体として機能する

    • 著者名/発表者名
      ○ 水本秀二, 高橋潤, 菅原一幸
    • 学会等名
      第31回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      鹿児島市民ホール(鹿児島市)
  • [学会発表] Receptor for Advanced Glycation End-products (RAGE) functions as a receptor for glycosaminoglycans involved in pulmonary metastasis

    • 著者名/発表者名
      ◯Shuji MIZUMOTO, Jun TAKAHASHI, Kazuyuki SUGAHARA
    • 学会等名
      The 10th International Symposium for Future Drug Discovery and Medical Care
    • 発表場所
      Hokaido Univ. (Sapporo)
  • [学会発表] GAG signals involved in pulmonary metastasis of tumor cells

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Sugahara
    • 学会等名
      The 20th Symposium on glycosaminoglycans
    • 発表場所
      Villa VigoniVilla(イタリア)
  • [学会発表] Receptor for AdvancedGlycation End-products (RAGE) Functions as a Receptor for Pulmonary Metastasis Mediated by Sulfated Glycosaminoglycans

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki SUGAHARA
    • 学会等名
      2nd International Anatomical Sciences and Cell Biology Conference & 36th Annual Conference of the Anatomy Association of Thailand
    • 発表場所
      Chiang Mai Grandview Hotel & Convention Center(タイ)
    • 招待講演
  • [備考] 研究業績

    • URL

      http://www.lfsci.hokudai.ac.jp/labs/infmem/sugaken/lonbun.html

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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