胎児脳のグリコサミノグリカンによる神経幹細胞の分化と神経突起伸長の分子メカニズム

糖胺聚糖诱导胎儿脑神经干细胞分化和神经突生长的分子机制

• 批准号: 17659020
• 负责人: 菅原 一幸
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Hokkaido University (2006)Kobe Pharmaceutical University (2005)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17659020/
• 关键词: コンドロイチン硫酸; デルマタン硫酸; 神経突起; 硫酸基転移酵素; perineuronal net; プレイオトロフィン; 肝細胞増殖因子; cMet; 神経突起伸長; 増殖因子; 脳; アピカン; イズロン酸; プロテオグリカン

成熟した脳の神経細胞の多くは、神経細胞周囲網(perineuronalnet, PNN)と呼ばれる特殊な構造体で覆われている。PNNはシナプス回路が構築された臨海機の終わり頃から形成されるマトリクスであるが、そこに存在するプロテオグリカンの構造や機能はほとんど研究されていなかった。今回、そこに存在するコンドロイチン硫酸(CS)プロテオグリカンを効率よく、生理緩衝液に異なる可溶化剤を添加することによって、性質の異なるプロテオグリカンを段階的に抽出する条件を見いだし、その成果を論文として発表した。マウス脳の発達に伴うCSとデルマタン硫酸(DS)の合成に係る種々の硫酸基転移酵素の発現をin situ hybridizationで調べ、DSの合成に係る4-硫酸基転移酵素の小脳での強い発現を見いだした。また、生合成産物であるCS/DSの組織における濃度と二糖組成を化学分析して調べた結果、全脳と比較して、小脳での特徴的な二糖組成と全脳よりは高いイズロン酸含量を確認した。即ち、小脳の発達時期において、特にiB unit[IdoUA(2-O-sulfate)-GalNAc(4-O-sulfate)]の含量が高くなることが判明した。サメ肝臓からCSとDSの混成鎖を単離精製し、固相化した基質上でマウスの海馬ニューロンを培養し、強い神経突起伸長促進活性を見いだした。その活性はプレイオトロフィンおよびその受容体であるanaplastic lymphoma kinase、肝細胞増殖因子(HGF)、およびその受容体であるcMetに対するいずれの抗体によっても阻害された。これらの結果によって、CS/DS混成鎖が微量の増殖因子を捕捉し、神経細胞に提示して、突起伸長を促進していることが判明した。さらに、同様の活性発現のメカニズムをブタ胎児脳から単離したCS/DS混成鎖についても確認し、その成果を論文として発表した。

There are many mature neuronal cells, perineuronal net (PNN) and special structures. The structure and function of PNN are studied in this paper. In this paper, we present the conditions for the extraction of sulfuric acid (CS) from different physiological buffer solutions. The development of DS is accompanied by the synthesis of CS and DS, which is regulated by the production of sulfate shift enzyme in situ hybridization and the synthesis of DS, which is regulated by the production of 4-sulfate shift enzyme in situ hybridization. Chemical analysis of CS/DS tissue, concentration, disaccharide composition, total comparison, characteristic disaccharide composition, total disaccharide content, and high disaccharide acid content were performed. It is clear that the content of iB unit[IdoUA(2-O-sulfate)-GalNAc(4-O-sulfate)] is particularly high during the development period of and. The hybrid chain of CS and DS was isolated and purified, and the hippocampus was cultured on the substrate to enhance the activity of neural process elongation. The activity of the antibody is inhibited by anaplastic lymphoma kinase, hepatocyte growth factor (HGF), and cMet in the receptor. As a result, CS/DS hybrid locks capture trace amounts of growth factors, and the growth of neural cells is promoted. In addition, the activity of the same kind of research and development, such as the CS/DS hybrid lock, has been confirmed.

项目成果

Demonstration of the pleiotrophin-binding oligosaccharide sequences isolated from chondroitin sulfate/dermatan sulfate hybrid chains of embryonic pig brains

• DOI: 10.1074/jbc.m507304200
• 发表时间: 2005-10-21
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Bao, XF;Muramatsu, T;Sugahara, K
• 通讯作者: Sugahara, K

Chondroitin sulfate/dermatan sulfate hybrid chains in the development of cerebellum - Spatiotemporal regulation of the expression of critical disulfated disaccharides by specific sulfotransferases

• DOI: 10.1074/jbc.m510870200
• 发表时间: 2006-07-14
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Mitsunaga, Chie;Mikami, Tadahisa;Sugahara, Kazuyuki
• 通讯作者: Sugahara, Kazuyuki

Structural characterization of the epitopes of the monoclonal antibodies 473HD, CS-56, and MO-225 specific for chondroitin sulfate D-type using the oligosaccharide library

• DOI: 10.1093/glycob/cwi036
• 发表时间: 2005-06-01
• 期刊: GLYCOBIOLOGY
• 影响因子: 4.3
• 作者: Ito, Y;Hikino, M;Sugahara, K
• 通讯作者: Sugahara, K

抗デルマタン硫酸抗体と機能性硫酸化オリゴ糖

抗硫酸皮肤素抗体及功能性硫酸化低聚糖

• 发表时间: 2006

Composition of perineuronal net extracellular matrix in rat brain - A different disaccharide composition for the net-associated proteoglycans

• DOI: 10.1074/jbc.m600544200
• 发表时间: 2006-06-30
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Deepa, Sarama Sathyaseelan;Carulli, Daniela;Fawcett, James W.
• 通讯作者: Fawcett, James W.