ヘパラン硫酸グリコサミノグリカンの初期発生における機能の解析

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申請者は既にヘパラン硫酸グリコサミノグリカンのアフリカツメガエル胚における発現パターンを単クローナル抗体HepSS-1により検討し、さらにFlavobacterium heparinum菌体から完全精製したヘパラン硫酸分解酵素ヘパリチナーゼ処理により胚内でヘパラン硫酸糖鎖を分解すると、脊策を除く中胚葉に由来する組織と中枢神経系の発生が完全に阻害されることを示してきた(Furuya et al.,in press)。そこで本年度は以上のような申請者の得た知見を踏まえツメガエル胚ヘパラン硫酸を精製し、その糖鎖構造と胚内でヘパラン硫酸と相互作用する分子群の解析を行った。糖鎖構造解析の結果ツメガエル胚ヘパラン硫酸はオリゴ糖部分の硫酸基数にheterogeneityを持つ多様な分子構造からなることが判明した。興味深いことに既に報告のあるbFGFに親和性を持つモチーフもその中に同定された。そこでin vitroでのbFGF結合アッセイ系を構築し、各オリゴ糖のbFGF結合活性について検討した。その結果幾つかのオリゴ糖フラグメントにbFGF結合活性が確認できた。現在、bFGFと同様にツメガエル初期発生を調節しているアクチビンのアンタゴニスト(内在活性調節因子)であるフォリスタチンに対する結合活性を同様の方法で検討している。以上の結果は従来の概念である増殖因子-高親和性リセプターの相互作用に加えヘパラン硫酸の糖鎖部分が細胞増殖因子の初期発生過程における増殖因子シグナル伝達に重要な役割を担っていることを示している。今後ヘパラン硫酸の胚内での限定された発現パターンを支配している諸因子、糖転移酵素やコア蛋白質部分の発現制御機構を明らかにすることにより初期発生におけるヘパラン硫酸の増殖因子シグナルレギュレーターとしての役割を統一的に理解することを目指す。