GPIアンカー側鎖の生理機能と疾患との関連の解明

グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)アンカーは真核生物に広く保存された、糖脂質によるタンパク質の翻訳後修飾である。哺乳動物細胞では約150種類ものタンパク質がGPIによる修飾を受け、それらGPIアンカー型タンパク質は様々な生理機能を発揮する。GPIは種間で共通のコア構造と、種間で異なる糖鎖からなる側鎖構造を有し、哺乳動物のGPI側鎖は、N-アセチルガラクトサミン(GalNAc)-ガラクトース(Gal)-シアル酸(Sia)の三糖から構成される。しかし、その生理機能は不明である。本研究では、申請者が初めて同定した、GPIにGalNAcを転移する酵素であるPGAP4をノックアウト(KO)したマウスを用いて、哺乳動物におけるGPI側鎖の生理機能を解明することを目的とした。最終年度は、PGAP4-KOマウスの生理機能の解析に加え、疾患との関わりについて解析した。まず生理機能については、PGAP4-KOマウスで記憶力の低下など脳機能の低下が認められることから、神経細胞やグリア細胞に変化が見られるかを調べた。その結果、神経細胞マーカー、グリア細胞(アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア)マーカータンパク質の発現は、PGAP4-KOマウスと野生型マウスの間で大きな変化は見られなかった。次に、疾患との関わりについては、プリオン病の発病までの期間について検討した。PGAP4-KOマウスの病原性Prion株に対する感受性を評価したところ、KOマウスは野生型マウスと比べて早期に構造異常化Prionの蓄積が見られ、早期に死亡することが明らかとなった。このことから、GPI側鎖は生理的に必要であるだけでなく、プリオン病発症の抑制にも重要であることが明らかとなった。この成果に関する論文が現在、Journal of Biological Chemistry誌にて印刷中である。

グリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)アンカーは真核生物に広く保存された、糖脂質によるタンパク質の翻訳後修飾である。哺乳動物細胞では約150種類ものタンパク質がGPIによる修飾を受け、それらGPIアンカー型タンパク質は様々な生理機能を発揮する。GPIは種間で共通のコア構造と、種間で異なる糖鎖からなる側鎖構造を有し、哺乳動物のGPI側鎖は、N-アセチルガラクトサミン(GalNAc)-ガラクトース(Gal)-シアル酸(Sia)の三糖から構成される。しかし、その生理機能は不明である。本研究では、申請者が初めて同定した、GPIにGalNAcを転移する酵素であるPGAP4をノックアウト(KO)したマウスを用いて、哺乳動物におけるGPI側鎖の生理機能を解明することを目的とした。最終年度は、PGAP4-KOマウスの生理機能の解析に加え、疾患との関わりについて解析した。まず生理機能については、PGAP4-KOマウスで記憶力の低下など脳機能の低下が認められることから、神経細胞やグリア細胞に変化が見られるかを調べた。その結果、神経細胞マーカー、グリア細胞(アストロサイト、オリゴデンドロサイト、ミクログリア)マーカータンパク質の発現は、PGAP4-KOマウスと野生型マウスの間で大きな変化は見られなかった。次に、疾患との関わりについては、プリオン病の発病までの期間について検討した。PGAP4-KOマウスの病原性Prion株に対する感受性を評価したところ、KOマウスは野生型マウスと比べて早期に構造異常化Prionの蓄積が見られ、早期に死亡することが明らかとなった。このことから、GPI側鎖は生理的に必要であるだけでなく、プリオン病発症の抑制にも重要であることが明らかとなった。この成果に関する論文が現在、Journal of Biological Chemistry誌にて印刷中である。