新規ヒアルロニダーゼの医療応用を指向した構造・機能研究

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24590071
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 山田 修平 名城大学, 薬学部, 教授 (70240017)
• キーワード: コンドロイチン硫酸 / ヒアルロニダーゼ / 加水分解酵素 / ヒアルロン酸 / 基質特異性 / グリコサミノグリカン

研究概要

本研究では、コンドロイチン硫酸に特異的な加水分解酵素であるヒアルロニダーゼ４（HYAL4）について、基質認識のための詳細な性質、生体内における機能を解明しようとしている。平成25年度は、HYAL4の発現解析、基質認識機構の解析を行うとともに、HYAL4の基質認識機構の解明に必要なオリゴ糖基質を効率的に作成する方法を開発した。
今回、亜臨界水を用いた加水分解法をはじめてコンドロイチン硫酸に適用し、大量のオリゴ糖が効率的に得られる条件を検討、決定した。この方法は、近年様々な分野で利用されつつあるコンドロイチン硫酸オリゴ糖を、大量かつ安価に提供できる画期的なものであり、本法の有効利用が期待できる。本成果は、国際学術雑誌Carbohydrate Researchに掲載された。
また、平成25年度には、マウスHyal4とヒトHYAL4、あるいはヒトHYAL1との様々なキメラ酵素や点変異を導入した酵素も作製し、変異体酵素についても基質特異性を調べ、どのアミノ酸残基がHYAL4やHYAL1の基質特異性の決定に関与しているのかを検討した。さらに、HAYL4の詳細な発現部位や発現時期を解析し、疾患に伴うHAYL4の発現の変化を調べ、疾病とHAYL4との相関を解析した。いくつかの癌における高発現が見出されており、現在成果をまとめている。Hyal4のノックアウトマウスを作製するためのターゲッティングベクターについても、調製を進めた。26年度中にはノックアウトマウスが作成できる予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ノックアウトマウスの作製の部分以外は概ね順調に進んでいるが、ノックアウトマウスの作製のみ、当初の計画より、少し遅れている。これは、研究代表者が北海道大学から名城大学に移動したことにより、研究協力者が北海道大学の大学院生から、名城大学の学部学生となったが、直接引き継ぎを行なうことができなかったため、名城大学において最初の段階からやり直したためである。

今後の研究の推進方策

名城大学への赴任直後は、スタッフ０名、配属学部学生も0名の状態であったが、昨年度10月よりスタッフ１名を雇い入れることができ、また配属学生も15名以上となり、マンパワーが整ってきたので、これまでよりも研究が推進できると思われる。

次年度の研究費の使用計画

残額は162円であり、ほぼ残金なしに等しい。次年度も継続であるため、特に年度内で遣い切るための工夫をしなかった。
少額なので、次年度使用額とあわせて、次年度内に遣い切る予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Mass preparation of oligosaccharides by hydrolysis of chondroitin sulfate polysaccharides with subcritical water microreaction system (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Yamada, Keiichiro Matsushima, Haruo Ura, Nobuyuki Miyamoto, Kazuyuki Sugahara
  • 雑誌名: Carbohydr. Res. 巻: 371 ページ: 16-21
  • DOI: 10.1016/j.carres.2013.01.024.
  • 査読あり
• [学会発表] 妊娠マウスにおける膵臓ランゲルハンス島のヘパラン硫酸の構造変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松崎南美、西田祐美、高橋巌、那谷耕司、山田修平
  • 学会等名: 日本薬学会第134年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20140328-20140328
• [学会発表] Role of Hyaluronidases in the Catabolism of Chondroitin Sulfate (2014)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Yamada
  • 学会等名: 10th International Symposium on Biochemical Roles of Eukaryotic Cell Surface Macromolecules
  • 発表場所: Kolkata, India
  • 年月日: 20140123-20140123
  • 招待講演
• [学会発表] Integrated neuroglycobiology for proteoglycans and chondroitin sulfate-binding proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Sugahara, Shuji Mizumoto, Yusuke Yoshikawa, Shuhei Yamada, Kosei Takeuchi, Yoshiaki Nakayama, Akira Kurosaka, Keiichiro Matsushima, Nobuyuki Miyamoto, Wataru Takada, Hirofumi Kodera, Naomichi Matsumoto, Hirotomo Saitsu, Gunnar Dick, James W. Fawcett, Jessica C. F. Kwok
  • 学会等名: International Symposium on Glyco-Neuroscience
  • 発表場所: Awaji
  • 年月日: 20140111-20140111
• [学会発表] ヒトとマウスにおけるコンドロイチン硫酸加水分解酵素の基質特異性の違いに関わるアミノ酸残基の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田修平、金岩知之、宮崎杏、古川諒、水本秀二、菅原一幸
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20130911-20130911
• [学会発表] グリコサミノグリカンの生合成・代謝・機能の研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田修平
  • 学会等名: 糖鎖化学中部拠点 第11回「若手の力」フォーラム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20130909-20130909
  • 招待講演
• [学会発表] Studies on the Role of Hyaluronidases in the Catabolism of Chondroitin Sulfate (2013)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Yamada
  • 学会等名: 8th International Conference on Proteoglycans
  • 発表場所: Frankfurt, Germany
  • 年月日: 20130826-20130826
  • 招待講演
• [学会発表] Novel highly sulfated hexasaccharide sequences isolated from chondroitin sulfate of shark fin cartilage: Insights into the sugar sequences involved in brain development (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Sugahara, Shuji Mizumoto, Kittiwan Kalayanamitra, Shuhei Yamada, and Prachya Kongtawelert
  • 学会等名: 8th International Conference on Proteoglycans
  • 発表場所: Frankfurt, Germany
  • 年月日: 20130825-20130829
• [学会発表] マイクロ化学プロセスを利用したコンドロイチン硫酸オリゴ糖の大量調製方法の確立 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田修平、松嶋景一郎、浦晴雄、宮本宣之、菅原一幸
  • 学会等名: 第32回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20130807-20130807
• [学会発表] 第59回日本薬学会東海支部総会 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田修平、松嶋景一郎、浦晴雄、宮本宣之、菅原一幸
  • 学会等名: 第59回日本薬学会東海支部総会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20130706-20130706
• [学会発表] マイクロ化学プロセスによる新規糖鎖食品の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松嶋景一郎、浦晴雄、宮本宣之、菅原一幸、山田修平、水本秀二
  • 学会等名: 北海道立総合研究機構 技術移転フォーラム2013
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20130517-20130517
• [学会発表] Mass Preparation of Oligosaccharides with Intestinal Absorption Capacity by Hydrolysis of Chondroitin Sulfate Polysaccharides with Subcritical Water Microreaction System (2013)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Sugahara, Shuhei Yamada, Shuji Mizumoto, Keiichiro Matsushima, Haruo Ura, and Nobuyuki Miyamoto
  • 学会等名: 13th International Conference of FFC and 1st International Symposium of Academic Society for Functional Foods and Bioactive Compounds
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20130511-20130512
• [備考] 名城大学薬学部病態生化学研究室ホームページ
  • URL: http://www-yaku.meijo-u.ac.jp/Research/Laboratory/pathobio/index.html