細胞増殖必須因子ポリアミンによるグリコサミノグリカン合成調節機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25870126
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 東 恭平 千葉大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (10463829)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: プトレッシン / スペルミジン / スペルミン / ヘパラン硫酸 / コンドロイチン硫酸 / 翻訳 / mRNA / miRNA

研究実績の概要

1)ヘパラン硫酸伸長酵素EXT2およびEXTL3がポリアミンにより翻訳レベルで合成促進を受けることを見出したため、その促進機構をレポーター遺伝子を用いて検討した。その結果、ポリアミンによる合成促進には、EXT2 mRNAの5'非翻訳領域 (5'-UTR)と開始コドンから105塩基までのORFが必要であった。更にリボソーム (43S開始前複合体)によるEXT2の開始コドン認識はmiRNAにより厳密に調節を受けており、ポリアミンがそのmiRNAの機能を抑制することを示唆するデータを得た。現在、その分子メカニズムを検討中である。2)コンドロイチン硫酸伸長酵素CHSY1がポリアミンにより翻訳レベルで合成促進を受けることを見出したため、EXT2と同様にレポーター遺伝子を用いてその促進機構を調べた。CHSY1の5'-UTRは488塩基から成り、GC含量が84%と高い特徴を有していたが、CHSY1の翻訳開始反応もmiRNAにより厳密に調節を受けており、ポリアミンがそのmiRNAの機能を阻害することでCHSY1の合成が促進されることを示唆するデータを得た。現在、その分子メカニズムを検討中である。3)コンドロイチン4-O-硫酸基転移酵素C4ST2が転写レベルでポリアミンにより発現調節を受けることを明らかにした。細胞内においてポリアミンは主としてRNAに作用して細胞増殖因子として機能するため、現在、ポリアミンにより翻訳レベルで合成調節を受ける転写因子を探索中である。

研究成果

• [雑誌論文] Polyphenol extract from phellinus igniarius protects against acrolein toxicity in vitro and provides protection in a mouse stroke model. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suabjakyong P, Saiki R, Van Griensven LJ, Higashi K, Nishimura K, Igarashi K, Toida T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0122733
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0122733.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Composition of glycosaminoglycans in elasmobranchs including several deep-sea sharks: Identification of chondroitin/dermatan sulfate from the dried fins of isurus oxyrinchus and prionace glauca. (2015)
  • 著者名/発表者名: Higashi K, Takeuchi Y, Mukuno A, Tomitori H, Miya M, Linhardt RJ, Toida T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 ページ: e0120860
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0120860.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The acute encephalopathy induced by intake of sugihiratake mushroom in the patients with renal damage might be associated with the intoxication of cyanide and thiocyanate. (2015)
  • 著者名/発表者名: Akiyama H, Matsuoka H, Okuyama T, Higashi K, Toida T, Komatsu H, Sugita-Konishi Y, Kobori S, Kodama Y, Yoshida M, Endou H.
  • 雑誌名: Food Safety 巻: 3 ページ: 16-29
  • DOI: 10.14252/foodsafetyfscj.2014036
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Distinguishing mild cognitive impairment from Alzheimer's disease with acrolein metabolites and creatinine in urine. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshida M, Higashi K, Kuni K, Mizoi M, Saiki R, Nakamura M, Waragai M, Uemura K, Toida T, Kashiwagi K, Igarashi K.
  • 雑誌名: Clin Chim Acta. 巻: 441 ページ: 115-121
  • DOI: 10.1016/j.cca.2014.12.023.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polyamine stimulation of eEF1A synthesis based on the unusual position of a complementary sequence to 18S rRNA in eEF1A mRNA. (2015)
  • 著者名/発表者名: Terui Y, Sakamoto A, Yoshida T, Kasahara T, Tomitori H, Higashi K, Igarashi K, Kashiwagi K.
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 47 ページ: 345-356
  • DOI: 10.1007/s00726-014-1867-z.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A simple HPLC method for identification of the origin of chondroitin sulfate in health foods. (2014)
  • 著者名/発表者名: Higashi K, Okamoto Y, Mano T, Wada T, Toida T.
  • 雑誌名: Jpn. J. Food Chem. 巻: 21 ページ: 187-194
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Identification of functional amino acid residues involved in polyamine and agmatine transport by human organic cation transporter 2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Higashi K, Imamura M, Fudo S, Uemura T, Saiki R, Hoshino T, Toida T, Kashiwagi K, and Igarashi K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e102234
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0102234.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Effect of polyamines on the synthesis of chondroitin sulfate in mammalian cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Higashi K, Yamaguchi K, Imamura M, Furihata T, Terui Y, Kashiwagi K, Linhardt RJ, Igarashi K, and Toida T.
  • 学会等名: Gordon research conference (Polyamines)
  • 発表場所: Waterville Valley, NH, USA
  • 年月日: 2015-06-14 – 2015-06-19
• [学会発表] 食物繊維摂取による小腸絨毛伸長作用の機構解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 伊藤千弘，西田光貴，北口公司，植木章晴，石田秀治，東恭平，戸井田敏彦，五十嵐一衛，森雄一郎，山元宏貴，伊神孝生，矢部富雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 乾燥フカヒレに含まれるデルマタン硫酸の構造解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 東恭平、竹内芳貴、向野杏、富取秀行、宮 正樹、戸井田敏彦
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] ミズダコ由来コンドロイチン硫酸におけるGlcA3Sの検出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本悠佑、東恭平、向野杏、戸井田敏彦
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] 尿中アクロレイン代謝物とクレアチニン測定によるアルツハイマー病と軽度認知障害の識別 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田円、東恭平、國恭司郎、溝井睦美、斎木遼太郎、中村瑞穂、藁谷正明、植村研一、戸井田敏彦、柏木敬子、五十嵐一衛
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] Organic cation transporter 2によるポリアミン及びアグマチン輸送機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今村正隆、東恭平、不動聡志、植村武史、斎木遼太郎、星野忠次、戸井田敏彦、柏木敬子、五十嵐一衛
  • 学会等名: 日本ポリアミン学会第6回年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-01-19 – 2015-01-20
• [学会発表] ポリアミンによるグリコサミノグリカン調節機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 今村正隆、東恭平、山口勝利、降幡知巳、西村和洋、五十嵐一衛、戸井田敏彦
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] 小分子蛍光物質を用いた蛍光標識グリコサミノグリカンの作製と有用性評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 萩原裕樹、東恭平、戸井田敏彦
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [学会発表] ポリアミンによるコンドロイチン硫酸合成調節機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山口勝利、東恭平、今村正隆、西村和洋、柏木敬子、五十嵐一衛、戸井田敏彦
  • 学会等名: 第33回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-12
• [学会発表] Enhancement of the synthesis of EXT2, EXTL3 and CHSY1 by polyamines at the level of translation in mammalian cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Higashi K, Imamura T, Yamaguchi K, Furihata T, Nishimura K, Kashiwagi K, Linhardt RJ, Igarashi K, and Toida T.
  • 学会等名: Gordon research conference (Proteoglycans)
  • 発表場所: Proctor Academy, NH, USA
  • 年月日: 2014-07-06 – 2014-07-11
  • 招待講演
• [学会発表] Enhancement of the synthesis of EXT2, EXTL3 and CHSY1 by polyamines at the level of translation in mammalian cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Higashi K, Imamura T, Yamaguchi K, Furihata T, Nishimura K, Kashiwagi K, Linhardt RJ, Igarashi K, and Toida T.
  • 学会等名: Glycomics meeting
  • 発表場所: Rensselaer Polytechnic Institute, NY, USA
  • 年月日: 2014-07-05 – 2014-07-05
  • 招待講演
• [備考] 千葉大学大学院薬学研究院病態分析化学研究室
  • URL: http://www.p.chiba-u.jp/lab/bunseki/index.html