糖タンパク質糖鎖合成障害の実態解明を核とする疾患グライコプロテオミクス研究

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390081
• 研究機関: 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立母子保健総合医療センター(研究所)
• 研究代表者: 和田 芳直 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立母子保健総合医療センター(研究所), 研究所, 所長兼部長 (00250340)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 糖鎖 / 代謝異常 / 質量分析 / グライコプロテオミクス / 糖タンパク質

研究概要

全国の小児科医からの依頼を受けて原因不明の精神運動発達遅滞患者に対する先天性グリコシル化異常症ＣＤＧのスクリーニングを継続した。平成２５年度は８４件を分析し、７家系（Ｎ型５家系、ムチン型２家系）に糖鎖構造異常を見出した。これらのうちＮ型糖鎖の２家系については、他機関において遺伝子解析による遺伝子同定が完了した。また、国内機関（鳥取大）から５検体、ドイツ・ミュンスター大から４０検体の確認分析依頼を受けてＣＤＧに関する国内外の機関連携強化に取り組んだ。
さらに、分析法の改良に取り組んだ。患者血清から免疫アフィニティ法によって精製したトランスフェリン（80kDa）をそのままエレクトロスプレイイオン化飛行時間型質量分析計で分析できるよう、トラップカラムを用いる液体クロマトグラフィー質量分析法を構築した。これにより数マイクロリットルの患者血清を用いて分析を１０分で完了できるようになった。この新しい分析法は十分な分解能をもっているので、Ｎアセチルノイラミン酸（残基質量291 Da）１残基の脱離を正確に同定できる。従来、残基単位の変化を検出するには糖ペプチドを試料とする方法を用いていたが、この新しい方法によってワークフローを大幅に簡略化でき、過年度に開発したアポリポ蛋白Ｃ３のムチン型糖鎖を解析する方法と本法の組み合わせがＣＤＧスクリーニング分析法の完成形である。ムチン型糖鎖のＮアセチルノイラミン酸付加率およびＮ型糖鎖の付加率のそれぞれの正常値の設定が最後に残された問題で、最終年度である次年度に解決したい。

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

先天性グリコシル化異常症の全体像解明の技術基盤整備が本研究の中心であり、Ｎ型とＯ型糖鎖解析法を確立できたことから全体として順調に進んでいるといえる。

今後の研究の推進方策

ＣＤＧの全体像解明は一機関のみでできるものでないことから、これまで行ってきた内外機関との連携を継続し、また、この研究課題によって確立した新しい分析法を普及させる。また、分析結果の解釈を数値化できるよう、特に、N型糖鎖の付加率をもとめる方法を作る。
Ｎ型とムチン型以外の糖鎖については、Ｏマンノース糖鎖の解析を、他機関との共同研究によって進めたい。

研究成果

• [雑誌論文] Chondroitin sulfate proteoglycan tenascin-R regulates glutamate uptake by adult brain astrocytes (2014)
  • 著者名/発表者名: Okuda H, Tatsumi K, Morita S, Shibukawa Y, Korekane H, Horii-Hayashi N, Wada Y, Taniguchi N, Wanaka A.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 ページ: 2620-2631
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.504787
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multiple phenotypes in phosphoglucomutase 1 deficiency (2014)
  • 著者名/発表者名: Tegtmeyer LC, et al.
  • 雑誌名: N Engl J Med 巻: 370 ページ: 533-542
  • DOI: 10.1056/NEJMoa1206605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interlaboratory Study on Differential Analysis of Protein Glycosylation by Mass Spectrometry: the ABRF Glycoprotein Research Multi-Institutional Study 2012 (2013)
  • 著者名/発表者名: Leymarie N, et al.
  • 雑誌名: Mol Cell Proteomics 巻: 12 ページ: 2935-2951
  • DOI: 10.1074/mcp.M113.030643
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in GMPPA Cause a Glycosylation Disorder Characterized by Intellectual Disability and Autonomic Dysfunction (2013)
  • 著者名/発表者名: Koehler K, et al.
  • 雑誌名: Am J Hum Genet 巻: 93 ページ: 727-734
  • DOI: 10.1016/j.ajhg.2013.08.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] De novo mutations in SLC35A2 encoding a UDP-galactose transporter cause early-onset epileptic encephalopathy (2013)
  • 著者名/発表者名: Kodera H, Nakamura K, Osaka H, Maegaki Y, Haginoya K, Mizumoto S, Kato M, Okamoto N, Iai M, Kondo Y, Nishiyama K, Tsurusaki Y, Nakashima M, Miyake N, Hayasaka K, Sugahara K, Yuasa I, Wada Y, Matsumoto N, Saitsu H.
  • 雑誌名: Hum Mutat 巻: 34 ページ: 1708-1714
  • DOI: 10.1002/humu.22446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Decreased sialylation of IgA1 O-glycans associated with pneumococcal hemolytic uremic syndrome (2013)
  • 著者名/発表者名: Aoki H, Shiomi M, Ikeda T, Ishii T, Shimizu N, Togawa M, Okamoto N, Kadoya K, Wada Y.
  • 雑誌名: Pediatr Int 巻: 55 ページ: e143-145
  • DOI: 10.1111/ped.12166
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of heregulin beta signaling by single N-glycan deletion mutant of soluble ErbB3 (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Hasegawa Y, Ikeda Y, Wada Y, Tajiri M, Ariki S, Takamiya R, Nishitani C, Araki M, Yamaguchi Y, Taniguchi N, Kuroki Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288 ページ: 32910-32921
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.491902
  • 査読あり
• [学会発表] Ion mobility mass spectrometry and MM conformational search of glycopeptides (2013)
  • 著者名/発表者名: Michiko Tajiri, Takae Takeuchi, Yoshinao Wada
  • 学会等名: 5th JCS International Symposium on Theoretical Chemistry
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 20131203-20131203
• [学会発表] 可溶型ErbB3糖鎖欠損変異体とラパチニブのヘレグリンシグナル抑制作用における相乗効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋素子，長谷川喜弘，有木茂，高宮里奈，和田芳直，田尻道子，黒木由夫
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130913-20130913
• [学会発表] 糖ペプチドのイオンモビリティー質量分析と分子力学法を用いたコンフォメーション探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田尻道子，竹内孝江，Feifei Zhu，Maissa M. Gaya，本郷やよい，中村健道，廣瀬賢治，David E. Clemmer，和田芳直
  • 学会等名: 第61回質量分析総合討論会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20130911-20130911
• [学会発表] The More than Sixty-Year History of Mass Spectrometry in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Wada
  • 学会等名: 61st Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
  • 発表場所: ミネアポリス(米国)
  • 年月日: 20130613-20130613
  • 招待講演
• [学会発表] Ion Mobility Mass Spectrometry of IgG Fc Glycopeptides from Different Subclasses (2013)
  • 著者名/発表者名: Michiko Tajiri, Feifei Zhu, Maissa M. Gaya, Yoshinao Wada, David E. Clemmer
  • 学会等名: 61st Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
  • 発表場所: ミネアポリス(米国)
  • 年月日: 20130610-20130610
• [図書] Mass spectrometry of Glycoproteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Wada Y
  • 総ページ数: 339
  • 出版者: springer
• [備考] 研究内容（大阪府立母子保健総合医療センター 研究所・代謝部門）
  • URL: http://www.mch.pref.osaka.jp/research/molecular/content.html