Roles of sulfated N-glycans in myelin

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H06840
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 吉村 武 大阪大学, 連合小児発達学研究科, 助教 (60402567)
• Project Period (FY): 2015-08-28 – 2017-03-31
• Keywords: 髄鞘 / 硫酸化糖鎖 / 末梢神経系 / 糖蛋白質 / グリア細胞

Outline of Annual Research Achievements

髄鞘は絶縁体として働くだけでなく軸索と緊密な相互作用を行い神経機能を調節する。髄鞘はグリア細胞が軸索を何重にも取り囲んだ多重層構造であり、そこには多くの膜蛋白質が存在する。細胞表面に存在する殆ど全ての膜蛋白質が糖鎖修飾されていることから、髄鞘において糖鎖が重要な働きを担っていると考えられるが、糖鎖がどのような役割を果たすかは未だ理解が乏しい。今までにマウスなどの髄鞘の糖鎖解析を行い、硫酸化Ｎ結合型糖鎖が末梢神経系髄鞘には豊富に存在することを私は見出した。そして、その硫酸化修飾は硫酸転移酵素GlcNAc6ST-1によるものであると突き止めた。本研究は、末梢神経系髄鞘においてGlcNAc6ST-1により作られる硫酸化糖鎖がどのような役割を果たすのかを解き明かすことを目的とした。
平成28年度はGlcNAc6ST-1ノックアウト（KO）マウスを用いて、硫酸転移酵素GlcNAc6ST-1 により作られる硫酸化糖鎖の末梢神経系髄鞘における役割を明らかにした。連続ブロック表面走査型電子顕微鏡を用いて髄鞘の詳細な構造を観察した結果、GlcNAc6ST-1 KOマウスの坐骨神経において髄鞘異常および軸索変性が認められた。故に、末梢神経系においてGlcNAc6ST-1は糖蛋白質のＮ結合型糖鎖の硫酸化を介して髄鞘形成を制御することが示唆された。本研究で得られた知見を学術論文（Yoshimura et al., Scientific Reports, 2017）として発表し、プレスリリースを行った。故に、平成２８年度の研究計画はほぼ達成できたと考えている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] クリーブランドクリニック・ラーナー研究所(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: クリーブランドクリニック・ラーナー研究所
• [Int'l Joint Research] スウェーデン王立工科大学(スウェーデン)
  • Country Name: SWEDEN
  • Counterpart Institution: スウェーデン王立工科大学
• [Journal Article] GlcNAc6ST-1 regulates sulfation of N-glycans and myelination in the peripheral nervous system. (2017)
  • Author(s): Yoshimura T, Hayashi A, Handa-Narumi M, Yagi H, Ohno N, Koike T, Yamaguchi Y, Uchimura K, Kadomatsu K, Sedzik J, Kitamura K, Kato K, Trapp BD, Baba H, Ikenaka K.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Pages: 42257
  • DOI: 10.1038/srep42257
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] N-glycan analysis from water-insoluble samples. (2016)
  • Author(s): Takeshi Yoshimura and Kazuhiro Ikenaka
  • Organizer: The 47th NIPS International Symposium “Decoding Synapses”
  • Place of Presentation: Okazaki Conference Center (Okazaki, Japan)
  • Year and Date: 2016-10-27 – 2016-10-27
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sulfated N-glycans modulate myelination in the peripheral nervous system. (2016)
  • Author(s): 吉村武, 半田麻衣, 林明子, 矢木宏和, 山口宜秀, 内村健治, 門松健治, 加藤晃一, 馬場広子, 池中一裕
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会・第59回日本神経化学会大会合同年会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場（福岡県福岡市）
  • Year and Date: 2016-09-09 – 2016-09-09
• [Presentation] GlcNAc6ST-1 regulates sulfation of N-glycans and myelination in the peripheral nervous system. (2016)
  • Author(s): 吉村武
  • Organizer: 新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第３回夏のワークショップ
  • Place of Presentation: 山形国際ホテル（山形県山形市）
  • Year and Date: 2016-07-15 – 2016-07-15
• [Remarks] 研究室のホームページ
  • URL: http://www.ugscd.osaka-u.ac.jp/mbs/index.html
• [Remarks] 研究室のホームページ
  • URL: http://www.nips.ac.jp/ninfo/index.html
• [Remarks] プレスリリース
  • URL: http://www.nips.ac.jp/release/2017/02/post_337.html