コンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸の硫酸化による生物機能発現の分子基盤の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

コンドロイチン硫酸/デルマタン硫酸(CS/DS)は、細胞表面や細胞外マトリックスに普遍的に存在する硫酸化糖鎖で、形態形成や細胞間相互作用などのあらゆる生命現象に関与する。本研究では、CS/DSの硫酸化構造と機能との相関を明らかにするため、CS/DSの硫酸化を担う硫酸基転移酵素群に焦点を当て、それらの発現プロファイルや機能解析を行なった。1.CS/DSのGa1NAc4位の硫酸化を触媒するC4ST-1の発現をノックダウンしたゼブラフィッシュ胚(C4ST-1モルファント)の表現型解析を前年度に引き続き行った。今回新たに、C4ST-1モルファントでは腹側運動神経の異常投射の発生頻度が野生型に比べ有意に高いことを見出し、CSの硫酸化がゼブラフィッシュ胚発生過程の神経軸索誘導に関与していることが示唆された。2.神経突起の伸長促進に関わる高硫酸化CS/DS二糖単位であるE/iEユニットのマウス脳における発現分布を明らかにするため、E/iEユニット含有CS/DSを特異的に認識する一本鎖抗体GD3G7を用いた免疫染色を行った。生後発達段階のマウス脳において、小脳、海馬および嗅球がGD3G7により強く染色され、これらの染色パターンとE/iEユニットの生合成を担うGa1NAc4S-6STの発現分布との間に相関が見られた。したがって、E/iEユニットを含むCS/DSがこれらの神経活動の活発な領域に分布し、神経の発生や、移動、軸索のガイダンス、神経の生存などに関与していることが示唆された。3.軟骨分化におけるCS/DSの硫酸化の意義を明らかにするため、一連の軟骨分化過程を再現できる培養細胞株(ATDC5細胞)の軟骨分化過程における硫酸基転移酵素群の発現変化を調べた。その結果、C4ST-1が軟骨分化に同調した発現変化を示す酵素であることを見出した。