骨髄幹細胞の新規ホーミング分子の同定と糖鎖修飾による効率的骨髄移植法の開発

2011 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 23650232
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 浅野 雅秀 金沢大学, 学際科学実験センター, 教授 (50251450)
• 研究分担者: 橋本 憲佳 金沢大学, 学際科学実験センター, 准教授 (50242524)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2014-03-31
• キーワード: 糖鎖 / 骨髄幹細胞 / 骨髄移植 / ホーミング

研究概要

これまでの研究により，β4GalT-I欠損マウスの骨髄細胞はX線照射した野生型マウスに尾静脈から移植しても，レシピエントの骨髄に生着しないことを見いだした。β4GalT-I欠損骨髄細胞はレシピエントの造血系を再構築できないだけでなく，移植後短時間（３時間と24時間）での骨髄への生着が顕著に減少しており，骨髄幹細胞（HSC）の骨髄へのホーミングが障害されている可能性が示された。しかし，尾静脈から移植した場合は，HSCは全身を回って骨髄に到達するので，途中で肝臓などにトラップされて骨髄に到達できない可能性も考えられる。　そこで，関西医大の池原先生らが開発した骨髄腔に直接移植する骨髄内骨髄移植法を試みた。尾静脈移植と同様に，β4GalT-I欠損骨髄細胞はレシピエントの造血系を再構築できず，移植後短時間の骨髄への生着率も顕著に低かった。したがって，β4GalT-I欠損骨髄細胞は途中でトラップされるのではなく，骨髄に生着できないことがわかった。　骨髄に生着できない原因として，HSCにおけるガラクトース糖鎖欠損が考えられる。そのことを明らかにするために，レンチウイルスベクターを用いてβ4GalT-I欠損HSCにβ4GalT-I遺伝子を再導入することを試みた。現在，高力価のレンチウイルスベクターの調製や効率的なHSCへの感染についての条件検討を行なっており，条件が整い次第，β4GalT-I遺伝子を再導入したHSCを用いて，骨髄へのホーミングを解析する。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

レンチウイルスベクターによるβ4GalT-I欠損HSCへのβ4GalT-I遺伝子の再導入に手間取っているが，早急に最適条件を見つけて次のステップに進むつもりである。

今後の研究の推進方策

レンチウイルスベクターによるβ4GalT-I欠損HSCへのβ4GalT-I遺伝子の再導入ができて，骨髄へのホーミング活性の回復に成功すれば，HSCのガラクトース糖鎖が骨髄へのホーミングに必須の分子であることがわかる。レンチウイルスベクターを用いて野生型HSCとβ4GalT-I欠損HSCにβ4GalT-I遺伝子や他の糖転移酵素遺伝子を導入して，ホーミング活性に与える影響を解析するとともに，β4GalT-I欠損HSC細胞表面の糖鎖構造解析に着手する。

次年度の研究費の使用計画

23年度はレンチウイルスベクターで少し停滞したので，研究費を若干繰り越したが，24年度は予定通り研究を進める。マウスの飼育経費や骨髄細胞の培養，糖鎖構造解析のためのレクチンなどに研究費を使用する。

研究成果

• [雑誌論文] Glycoprotein hyposialylation gives rise to a nephrotic-like syndrome that is prevented by sialic acid administration in GNE V572L point-mutant mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., Sugihara, K., Asaka, T ., T oyama, T ., Y oshihara, T ., Furuichi, K., Wada, T . and Asano, M
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 ページ: e29873
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0029873
  • 査読あり
• [雑誌論文] Altered oligosaccharide structures reduce colitis induction in mice defective in β-1,4-galactosyltransferase (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinzaki, S., et al.
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: in press ページ: -
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2012.02.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Specific enzyme complex of β-1, 4-galactosyltransferase-II and GlcAT-P facilitates biosynthesis of N-linked HNK-1 carbohydrate (2011)
  • 著者名/発表者名: Kouno, T., Kizuka, Y., Nakagawa, N., Yoshihara, T., Asano, M. and Oka, S
  • 雑誌名: J . Biol. Chem 巻: 286 ページ: 31337-31346
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.233353
  • 査読あり
• [学会発表] GNE V572L 点変異マウスにおける腎臓の病態解析とシアル酸糖鎖の関与 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤光俊ら
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
  • 年月日: 2011年９月24日
• [学会発表] 行動テストバッテリーによる神経特異的β4GalT-5欠損マウスの高次脳機能の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木紘史ら
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2011年12月14日
• [学会発表] Hyposialylation of glycoproteins in the UDP-N-acetylglucosamine-2-epimerase/N-acetylmannosamine kinase (GNE) point mutant mice gives rise to a renal impairment that is prevented by sialic acid administration (2011)
  • 著者名/発表者名: Ito, M., et al.
  • 学会等名: Kidney Week 2011
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center (USA)
  • 年月日: 2011年11月11日
• [備考]
  • URL: http://asrc.w3.kanazawa-u.ac.jp/