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2015 年度 実績報告書

福山型筋ジストロフィーおよびジストログリカノパチーの分子病態解明と治療薬開発

研究課題

研究課題/領域番号 26253057
研究機関神戸大学

研究代表者

戸田 達史  神戸大学, 医学研究科, 教授 (30262025)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード福山型筋ジストロフィー / ジストログリカノパチー / リビトールリン酸 / フクチン
研究実績の概要

我々は、Xyl-GlcAリピートが効率的に修飾される組み換えDGの発現・調製方法を世界で初めて開発し、糖タンパク質質量分析法、精密質量分析法、ガスクロマトグラフィー、二次元NMRなどの糖質化学的な手法を駆使し、糖鎖の中に、リビトールリン酸という物質が2つ連なった形で存在することを見出した。このリビトールリン酸のタンデム構造がXyl-GlcAリピートとCoreM3と呼ばれるO-マンノース型糖鎖を結び、糖鎖がコアタンパク部分に連結する様式が初めて明らかになった。リビトールリン酸は、ペントース系の糖アルコールリン酸で、これまで哺乳類で存在が確認されておらず、我々が発見した新規翻訳後修飾体となる。
次に我々は、タンデムリビトールリン酸の生合成系の解析を行った。リビトールリン酸は哺乳類で用いられている前例はなかったが、バクテリアの細胞壁成分として用いられている報告がある。バクテリアでは、CDP-リビトールという物質を供与体に糖鎖にリビトールリン酸が組み込まれる。興味深いことにバクテリアCDP-リビトール合成酵素TarIは、DG異常症遺伝子のひとつISPDと類似性があり、我々は実際にISPDがCDP-リビトールを合成するヒト酵素であることを証明した。更に、フクチン、そして、肢帯型筋ジストロフィー2I/先天型筋ジストロフィー1Cの原因遺伝子FKRPが、CDP-リビトールを供与体基質として、リビトールリン酸を糖鎖に順に組み込むリビトールリン酸転移酵素であることを発見した。また、CRISPR/Cas9システムにより、それぞれの遺伝子を欠損させた疾患モデル細胞を樹立し、リビトールリン酸修飾の不全が生じていることを示した。

現在までの達成度 (区分)
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

平成27年度までの計画として病態解明が進んでおり、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

ポストリン酸糖鎖の構造の全同定を行い、フクチンなどαジストログリカノパチー関連分子の酵素活性同定と病態解明を行う。また至適薬剤の選択がなされたアンチセンス・モルフォリノ治療を、臨床応用に向けて開発を進めるとともに、実験的に中枢神経系への有効性を証明する。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 12件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] A novel PIGN mutation and prenatal diagnosis of inherited glycosylphosphatidylinositol deficiency.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakagawa T, Taniguchi-Ikeda M, Murakami Y, Nakamura S, Motooka D, Emoto T, Satake W, Nishiyama M, Toyoshima D, Morisada N, Takada S, Tairaku S, Okamoto N, Morioka I, Kurahashi H, Toda T, Kinoshita T, Iijima K.
    • 雑誌名

      Am J Med Genet A

      巻: 170 ページ: 183-188

    • DOI

      doi: 10.1002/ajmg.a.37397

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Next-generation sequencing discloses a nonsense mutation in the dystrophin gene from long preserved dried umbilical cord and low-level somatic mosaicism in the proband mother.2016

    • 著者名/発表者名
      Taniguchi-Ikeda M, Takeshima Y, Lee T, Nishiyama M, Awano H, Yagi M, Unzaki A, Nozu K, Nishio H, Matsuo M, Kurahashi H, Toda T, Morioka I, Iijima K.
    • 雑誌名

      J Hum Genet

      巻: 61 ページ: 351-355

    • DOI

      10.1038/jhg.2015.157

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of a Post-translational Modification with Ribitol-Phosphate and Its Defect in Muscular Dystrophy.2016

    • 著者名/発表者名
      Kanagawa M, Kobayashi K, Tajiri M, Manya H, Kuga A, Yamaguchi Y, Akasaka-Manya K, Furukawa JI, Mizuno M, Kawakami H, Shinohara Y, Wada Y, Endo T, Toda T.
    • 雑誌名

      Cell Rep

      巻: 14 ページ: 2209-2223

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.02.017

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Carbohydrate-binding domain of the POMGnT1 stem region modulates O-mannosylation sites of α-dystroglycan.2016

    • 著者名/発表者名
      Kuwabara N, Manya H, Yamada T, Tateno H, Kanagawa M, Kobayashi K, Akasaka-Manya K, Hirose Y, Mizuno M, Ikeguchi M, Toda T, Hirabayashi J, Senda T, Endo T, Kato R.
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 113 ページ: 9280-9285

    • DOI

      10.1073/pnas.1525545113.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A de novo mutation of the MYH7 gene in a large Chinese family with autosomal dominant myopathy.2015

    • 著者名/発表者名
      Oda T, Xiong H, Kobayashi K, Wang S, Satake W, Jiao H, Yang Y, Cha PC, Hayashi Y.K., Nishino I, Suzuki Y, Sugano S, Wu X, Toda T.
    • 雑誌名

      Hum Genome Var

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      doi:10.1038/hgv.2015.22

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 福山型筋ジストロフィーをはじめとするジストログリカン異常症の分子病態と治療2016

    • 著者名/発表者名
      戸田 達史
    • 学会等名
      第2回日本筋学会学術集会
    • 発表場所
      国立精神・神経医療研究センター(東京)
    • 年月日
      2016-08-06
    • 招待講演
  • [学会発表] 福山型先天性筋ジストロフィーの治療法開発2016

    • 著者名/発表者名
      戸田 達史
    • 学会等名
      第57回日本神経学会学術大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・神戸国際展示場・神戸ポートピアホテル(神戸)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 招待講演
  • [学会発表] Gene Therapy for Transposon Disease2016

    • 著者名/発表者名
      戸田 達史
    • 学会等名
      第57回日本神経学会学術大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場・神戸国際展示場・神戸ポートピアホテル(神戸)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋ジストロフィーの分子機構と治療戦略2016

    • 著者名/発表者名
      戸田 達史
    • 学会等名
      第113回日本内科学会
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京)
    • 年月日
      2016-04-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of a post-translational modification with ribitol-phosphate and its defect in muscular dystrophy.2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Toda
    • 学会等名
      Warren Workshop VI 2016
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 福山型筋ジストロフィー及び類縁疾患の糖鎖病態と分子標的治療2015

    • 著者名/発表者名
      戸田 達史
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(神戸)
    • 年月日
      2015-12-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Muscular Dystrophy2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Toda
    • 学会等名
      UNIVERSITY OF WASHINGTON-KOBE UNIVERSITY SYMPOSIUM ON CELL SIGNALING
    • 発表場所
      seattle, the U.S.A.
    • 年月日
      2015-09-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular pathogenesis & molecular targeting therapy for a- dystroglycanopathy.2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Toda
    • 学会等名
      The 10th Japanese-French Workshop “New advances in treatments of neuromuscular diseases: From Basic to Applied Myology.”
    • 発表場所
      Paris, France
    • 年月日
      2015-07-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Use of antisense oligonucleotides in FCMD mouse models.2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Toda
    • 学会等名
      212th ENMC International Workshop Animal models of Congenital Muscular Dystrophies
    • 発表場所
      Naarden, Netherlands
    • 年月日
      2015-05-19
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Genomewide analysis and molecular targeting therapy for neurological diseases2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Toda
    • 学会等名
      nature conference - Genomic Variations in Precision Medicine 2015
    • 発表場所
      Changsha, China
    • 年月日
      2015-05-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Advances in Genetics of α-Dystroglycanopathy.2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Toda
    • 学会等名
      the 13th Asian & Oceanian Congress of Child Neurology (AOCCN)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-05-14
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] α-dystroglycanopathy and molecular targeting therapy.2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsushi Toda
    • 学会等名
      Fourth International Workshop for Glycosylation Defects in Muscular Dystrophies.
    • 発表場所
      NC, U.S.A.
    • 年月日
      2015-04-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] ジストログリカン糖鎖修飾異常に伴う疾患の治療剤2016

    • 発明者名
      戸田 達史、小林 千浩、金川 基、他
    • 権利者名
      国立大学法人神戸大学、他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-160390
    • 出願年月日
      2016-08-18

URL: 

公開日: 2018-01-16  

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