新規のエンドスルファターゼSulfFPによるヘパラン硫酸糖鎖修飾の生理機能の解明

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ヘパラン硫酸(HS)は、発生、分化、増殖シグナルの制御において重要な役割を持つ。HS鎖は、複雑な硫酸化とエピマー化の組み合わせから成る構造多様性を有し、特定の硫酸化パターンが特定のシグナル分子との結合に必要であると考えられている。従来は、この硫酸化パターンを形成するのは、生合成時に働く硫酸転移酵素のみであると考えられてきたが、最近、我々が単離した新規のスルファターゼSulfFPは、エンドスルファターゼ活性を持つことから、HSのリモデリングに関与し、細胞外シグナルの調節因子として働く可能性があるのではないかと考えられている。しかしながら、これらの酵素の生体内での機能については良く分かっていない。そこで、本研究は、ゼブラフィッシュとマウスを用いて、SulfFP遺伝子の生理的な役割を明らかにすることを目的とした。ゼブラフィッシュでは、SulfFP1、SulfFP2に加えて、新たにSulfFP3を単離し、SulfFP3がアミノ酸レベルでSulfFP1と55%、SulfFP2と71%の相同性を有することを示した。これらの遺伝子の発現を調べたところ、SulfFP3はSulfFP2と似た発現パターンを示すことが分かった。しかしながら、脊髄における発現を詳細に観察すると、3つの遺伝子が重複しながらも異なる発現パターンを示すことから、これらの遺伝子は協調しながらも独自の役割を有すると考えられた。マウスに関しては、SulfFP1とSulfFP2遺伝子を破壊したマウスを作成したところ、いずれのマウスにおいても、6-O-位が硫酸化されたHSの二糖単位の割合が増加していたが、単独で破壊した場合には大きな異常は認められなかった。そこで、ダブルマウスを作成した所、生後直ぐに致死になり、一部の神経軸索の走行に異常が認められた。従って、SulfFPによって形成されるHSの硫酸化パターンが正常な発生に必要であることが明らかとなった。