ポリシアル酸とＦＧＦ２による神経機能の新しい制御メカニズムの証明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23570133
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造生物化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 佐藤 ちひろ 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (10343211)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: ポリシアル酸 / NCAM / ポリシアル酸転移酵素 / FGF2 / 細胞増殖 / ヘパラン硫酸 / 分子間力相互作用

研究概要

ポリシアル酸(polySia)はシアル酸が8-400残基縮重合した構造体の総称で、胎児脳の神経細胞接着分子(NCAM)を修飾している。成体脳ではpolySia構造はほとんど消失するが、海馬や嗅球などの神経新生が盛んな領域ではその発現が維持されている。NCAM上のpolySia構造はその巨大な排除体積によって、細胞接着を負に制御することが知られていたが、本研究によりpolySiaはFGF2などの神経における生理活性物質を自身に保持する分子保持機能を持つこと、またその受容体への提示を制御することで神経機能を制御しうることが示された。この機能はpolySiaの構造によって調節されることも示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Impact of structural aberrancy of polysialic acid and its synthetic enzyme ST8SIA2 in schizophrenia (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato C, Kitajima K.
  • 雑誌名: Front. Cell. Neurosci. 巻: 7 ページ: 61 (1-11)
  • DOI: 10.3389/fncel.2013.00061
• [雑誌論文] Disialic, oligosialic, and polysialic acids : Distribution, biological functions, and related disease (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato C., Kitajima K.
  • 雑誌名: J Biochem (Tokyo) 巻: 154(2) ページ: 115-136
  • DOI: 10.1093/jb/mvt057
• [雑誌論文] NMR study into the mechanism of recognition of the degree of polymerization by oligo/polysialic acid antibodies (2013)
  • 著者名/発表者名: Hanashima S, Sato C, Tanaka H, Takahashi T, Kitajima K, Yamaguchi Y.
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. 巻: 21(19) ページ: 6069-76
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2013.07.023
• [雑誌論文] Crystal structure of anti-polysialic acid antibody single chain Fv fragment complexed with octasialic acid : insight into the binding preference for polysialic acid (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagae M, Ikeda A, Hane M, Hanashima S, Kitajima K, Sato C, Yamaguchi Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 288(47) ページ: 33784-96
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.496224
• [雑誌論文] Occurrence of free deaminoneuraminic acid (KDN)-containing complex-type N-glycans in human prostate cancers (2013)
  • 著者名/発表者名: Yabu M, Korekane H, Takahashi H, Ohigashi H, Ishikawa O, Hatano K, Nonomura N, Sato C, Kitajima K, Miyamoto Y.
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 23(6) ページ: 634-642
  • DOI: 10.1093/glycob/cws132
• [雑誌論文] Novel regulation of fibroblast growth factor 2 (FGF2)-mediated cell growth by polysialic acid (2012)
  • 著者名/発表者名: Ono S, Hane M, Kitajima K, Sato C.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 287(6) ページ: 3710-3722
• [雑誌論文] Pig sperm membrane microdomains contain a highly glycosylated 15-25-kDa wheat germ agglutinin-binding protein (2012)
  • 著者名/発表者名: Kasekarn W, Kanazawa T, Hori K, Tsuchiyama T, Xue L, Garénaux E, Kongmanas K, Tanphaichitr N, Yasue H, Sato C, Kitajima K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 426(3) ページ: 356-362
• [雑誌論文] Sialome analysis of the cephalochordate Branchiostoma belcheri, a key organism for vertebrate evolution (2012)
  • 著者名/発表者名: Guérardel Y, Chang LY, Fujita A, Coddeville B, Maes E, Sato C, Harduin-Lepers A, Kubokawa K, Kitajima K.
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 22(4) ページ: 479-491
• [雑誌論文] Structural and functional impairments of polySia-NCAM synthesized by a mutated polysialyltransferase of a schizophrenic patient (2012)
  • 著者名/発表者名: Hane M, Sumida M, Kitajima K, Sato C.
  • 雑誌名: 479 Pure Appl Chem. 巻: 84(9) ページ: 1895-1906
• [雑誌論文] Sialidase NEU4 hydrolyzes polysialic acids of neural cell adhesion molecules and negatively regulates neurite formation by hippocampal neurons (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K, Mitoma J, Hosono M, Shiozaki K, Sato C, Yamaguchi K, Kitajima K, Higashi H, Nitta K, Shima H, Miyagi T.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 287(18) ページ: 14816-14826
• [雑誌論文] Metabolism of Vertebrate Amino Sugars with N-glycolyl Groups : Resistance ofα2-8-linked N-glycolylneuraminic Acid to Enzymatic Cleavage (2012)
  • 著者名/発表者名: Davies LRL, Pearce OMT, Tessier MB, Assar S, Smutova V, Pajunen M, Sumida M, Sato C, Kitajima K, Finne J, Gagneux P, Pshezhetsky A, Woods R, Varki A.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 287(34) ページ: 28917-28931
• [雑誌論文] Structural and functional impairments of polysialic acid by a mutated polysialyltransferase found in schizophrenia (2011)
  • 著者名/発表者名: Isomura R, Kitajima K, and Sato C.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286(24) ページ: 21535–21545
• [雑誌論文] Co-expression of two distinct polysialic acids,α2,8- andα2,9-linked polymers of N-acetylneuraminic acid, in distinct glycoproteins and glycolipids in sea urchin sperm (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyata S, Yamakawa N, Toritama M, Sato C, Kitajima K.
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 21(12) ページ: 1596-1605
• [雑誌論文] Human KDN (deaminated neuraminic acid) and its elevated expression in cancer cells : mechanism and significance (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Kitajima K, Sato C, Go S.
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol. 巻: 705 ページ: 669-678
• [雑誌論文] Mechanism regulating Ca2^+-dependent mechanosensory behaviour in sea urchin spermatozoa (2011)
  • 著者名/発表者名: Kambara Y, Shiba K, Yoshida M, Sato C, Kitajima K, Shingyoji C.
  • 雑誌名: Cell Struct Funct. 巻: 36(1) ページ: 69-82
• [学会発表] ポリシアル酸研究の新展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤ちひろ
  • 学会等名: 第三回コンビナトリアル科学研究推進体セミナー「糖鎖の構造と機能のシンポジウム」
  • 発表場所: 東京工業大学, 大岡山
  • 年月日: 2014-03-11
  • 招待講演
• [学会発表] Polysialic acid as an on-site regulator of biologically active molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Sato.
  • 学会等名: 3rd Austria-Japan Seminar on Comparative and Developmental Glycobiology
  • 発表場所: Riken, Wako, Japan
  • 年月日: 20130701-03
  • 招待講演
• [学会発表] Direct interaction of FGF2 with polysialic acid regulates the cell growth, but not cell survival (2013)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Ono, Masaya Hane, Ken Kitajima, Chihiro Sato.
  • 学会等名: 22nd International Symposium on Glycoconjugates
  • 発表場所: convention center of Dalian Institute of Chemical Physics, Dalian, China
  • 年月日: 20130623-28
• [学会発表] Novel regulation of neurological active molecules by polysialic acids (2012)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Sato.
  • 学会等名: SialoGlyco 2012
  • 発表場所: Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20120909-12
  • 招待講演
• [学会発表] A polysialyltransferase SNP in a schizophrenic patient brings about the production of polysialic acids showing impaired binding and signaling of BDNF and FGF2 (2012)
  • 著者名/発表者名: Ken Kitajima, Chihiro Sato.
  • 学会等名: 8th International Symposium on Glycosyltransferases
  • 発表場所: Hannover, Germany
  • 年月日: 20120605-09
  • 招待講演
• [学会発表] Polysialic acid chains display attractive fields toward neuroactive molecules (2011)
  • 著者名/発表者名: Sayaka Ono, Ryo Isomura, Masaya Hane, Mizuki Sumida, Ken Kitajima, Chihiro Sato.
  • 学会等名: The 21st International Symposium on Glycoconjugates
  • 発表場所: The University of Vienna, Vienna, Austria (選抜講演)
  • 年月日: 20110821-26
• [学会発表] ポリシアル酸の新機能としての神経作用因子結合能に関する解析
  • 著者名/発表者名: 佐藤ちひろ
  • 学会等名: 日本糖質学会第32回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター, 大阪 (選抜講演)
• [図書] ポリシアル酸による神経機能の調節.実験医学31巻10号(増刊) 第三の生命鎖:糖鎖の機能と疾患(門松健治、遠藤玉夫、岡昌吾、北川裕之編集) (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤ちひろ, 北島健
  • 総ページ数: 26-33
  • 出版者: 羊土社
• [図書] The roles of carbohydrate binding in cell adhesion and inflammation. in Carbohydrate Recognition : Biological problems, methods, and applications (eds., Binghe Wang, Geer-Jan Boons) (2011)
  • 著者名/発表者名: Kitajima K, and Sato C.
  • 総ページ数: 33-63
  • 出版者: John Wiley and Sons
• [図書] Polysialic acids (Review). in Sialobiology : Structure, Biosynthesis, and Function. Sialic Acid Glycoconjugates in Health and Disease (Tiralongo J, Martinez-Duncker I, eds)
  • 著者名/発表者名: Sato C.
  • 総ページ数: 33-75
  • 出版者: Bentham Science
• [備考] 名古屋大学生物機能開発利用研究センター公開実験講座で研究内容を一部講演
• [備考] 名古屋大学生物機能開発利用研究センター動物細胞機能研究分野のHPで研究内容を一部紹介
• [備考] Chihiro Sato and Ken Kitajima (2013) Carbohydrate analysis by gas-liquid chromatography, in GlycoScience Protocol Online Database (GlycoPOD), JCGGDB
  • URL: http://jcggdb.jp/GlycoPOD/protocolShow.action?nodeId=t223