硫酸化グリコサミノグリカン合成酵素遺伝子に起因する遺伝病に関するトランスレーショナルリサーチ

これまでの我々の研究結果は、LXTL2がヘパラン硫酸の生合成に重要な役割を演じ、その開始とコンドロイチン硫酸やデルマタン硫酸の合成との仕分けに関わっている可能性が高い。しかし、それらの可能性がはっきりと検証はされていない。そこで、本研究では次の2つの方法で、この仮説の検証を試みた。1)ヒトEXTL2遺伝子を過剰発現するトランスジェニックマウスの作成とフェノタイプの解析前年度に常法に従って作成したトランスジェニックマウスのフェノタイプの各種の臓器からプロテアーゼ処理、エタノール沈殿などの方法で、グリコサミノグリカン画分を調製し、ヘパリチナーゼで消化後、生成する不飽和二糖をHPLCで分析し、定量した。その結果、オスはコントロールのマウスに比べて体重が少ないことが分かった。しかし、メスではそのような差は観察されず、性差に依存して、オスの場合にはEXTL2の過剰発現によって、ヘパラン硫酸の合成が低下し、その結果何らかのシグナル分子のシグナル伝達が異常を来たし、体重が低下するらしいことが示唆された。EXTL2グリコサミノグリカン鎖のコアタンパク質への結合領域の四糖構造の次にヘパラン硫酸合成の開始となるGlcNAcを転移することもできるが、コンドロイチン硫酸とデルマタン硫酸の合成の開始となるGalNAcを転移する活性も有することを我々は以前に明らかにしているので、トランスジェニックマウスでは、GalNAcの転移によって、ヘパラン硫酸の合成が低下してしまった可能性が考えられる。2)EXTL2ノックアウトマウスの作成Homologous recombinationによってEXTL2遺伝子の発現を阻害する発現ベクターを構築し、そのベクターを用いて常法に従い、キメラマウスを作製した。現在、キメラマウスの交配によってKOマウスを作製しているところであり、KOマウスができれば、フェノタイプの解析とともに、各種の臓器についてヘパラン硫酸やコンドロイチン硫酸の合成量や構造の変化の有無を検討し、フェノタイプとの関連を検証する。

これまでの我々の研究結果は、LXTL2がヘパラン硫酸の生合成に重要な役割を演じ、その開始とコンドロイチン硫酸やデルマタン硫酸の合成との仕分けに関わっている可能性が高い。しかし、それらの可能性がはっきりと検証はされていない。そこで、本研究では次の2つの方法で、この仮説の検証を試みた。1)ヒトEXTL2遺伝子を過剰発現するトランスジェニックマウスの作成とフェノタイプの解析前年度に常法に従って作成したトランスジェニックマウスのフェノタイプの各種の臓器からプロテアーゼ処理、エタノール沈殿などの方法で、グリコサミノグリカン画分を調製し、ヘパリチナーゼで消化後、生成する不飽和二糖をHPLCで分析し、定量した。その結果、オスはコントロールのマウスに比べて体重が少ないことが分かった。しかし、メスではそのような差は観察されず、性差に依存して、オスの場合にはEXTL2の過剰発現によって、ヘパラン硫酸の合成が低下し、その結果何らかのシグナル分子のシグナル伝達が異常を来たし、体重が低下するらしいことが示唆された。EXTL2グリコサミノグリカン鎖のコアタンパク質への結合領域の四糖構造の次にヘパラン硫酸合成の開始となるGlcNAcを転移することもできるが、コンドロイチン硫酸とデルマタン硫酸の合成の開始となるGalNAcを転移する活性も有することを我々は以前に明らかにしているので、トランスジェニックマウスでは、GalNAcの転移によって、ヘパラン硫酸の合成が低下してしまった可能性が考えられる。2)EXTL2ノックアウトマウスの作成Homologous recombinationによってEXTL2遺伝子の発現を阻害する発現ベクターを構築し、そのベクターを用いて常法に従い、キメラマウスを作製した。現在、キメラマウスの交配によってKOマウスを作製しているところであり、KOマウスができれば、フェノタイプの解析とともに、各種の臓器についてヘパラン硫酸やコンドロイチン硫酸の合成量や構造の変化の有無を検討し、フェノタイプとの関連を検証する。