疾患関連糖鎖・タンパク質の統合的機能解析

■研究代表者プロフィール

近藤昭宏　Akihiro Kondo (PhD)
大阪大学大学院医学系研究科糖鎖治療学（タカラバイオ）寄附講座・寄附講座教授

1980年岐阜大学農学部卒業。1982年同大学大学院修士課程修了、1982年宝酒造(株)中央研究所研究員、1986年大阪大学理学部研究生、1992年宝酒造(株)バイオ研究所主任研究員1994年岐阜大学大学院連合農学研究科博士課程終了(農学博士)、1994年米国サイテル社訪問研究員、2002年タカラバイオ(株)DNA機能解析センター主任研究員を経て、2002年より現職。専門は糖鎖化学、分析化学。主な著書に「蛍光標識法による糖鎖分析(共著)」「Development of the test method for detection of endocrine disrupting activity using DNA microarrays(共著)」など。

研究代表者：	近藤昭宏（糖鎖治療学（タカラバイオ）寄附講座・寄附講座教授）
研究分担者：	中川孝俊（糖鎖治療学・寄附講座助教）
研究協力者：	李　文哲（COE特任研究員）

　糖鎖の構造解析および機能解析をおこなうことにより、糖鎖の生命現象に及ぼす役割を分子、細胞、個体レベルで解明することを目的として以下の研究をおこなうことが当研究室の中心的テーマである。つまり、糖鎖の疾病の予防、診断及び治療に応用可能な、糖鎖創薬開発のための基盤的な研究を行うこと、およびそれらの研究に必要なグライコミクス解析技術の開発を行うこと目標としている。N-acetylglucosaminyltransferase III（GnT-III）は、大阪大学の谷口直之教授らによって単離・精製・クローニングされた糖タンパク質のN-結合型糖鎖にbisecting GlcNAcを付加する酵素である。GnT-III遺伝子を発現させることによってB型肝炎ウイルス（HBV）遺伝子の発現が抑制されること、がん細胞にGnT-III遺伝子を導入して発現させると転移が減少すること等が報告されている。本研究の目的は糖鎖構造が生命現象に及ぼす影響を分子、細胞、個体レベルで解明するとともに、疾病の予防及び治療に応用可能な糖鎖構造制御法を開発することにある。
　また、同様に谷口直之教授らによって単離・精製・クローニングされた糖タンパク質のN-結合型糖鎖にcore Fucを付加する酵素であるα1,6-fucosyltransferase（FUT8）の研究も、同研究室にて作成されたFUT8ノックアウトマウスの解析を通して行っている。

GnT-IIIを用いたB型肝炎の治療法の開発
　ヒト肝芽腫細胞株Huh6にB型肝炎ウイルス（HBV）ゲノムDNAをトランスフェクトして樹立されたHB611細胞は種々のHBV抗原及びHBV粒子を産生する。HB611細胞にGnT-III遺伝子を導入して発現させると培地中のS抗原（HBs）の量に差が観られるクローンが得られた。つまり、GnT-IIIが、B型肝炎関連分子の分泌機構を制御している可能性が観察された。この作用に関与する分子としてインテグリンα5、α6、β1およびLIカドヘリンを同定した。本研究の目的のひとつはこの経路を解明することである。この経路を構成する遺伝子の発現量や機能を制御することによってウイルス性肝障害が治療できること、及びこれら遺伝子の産物を創薬ターゲットとすることによって抗ウイルス薬を開発できることが期待される。

FUT8を用いたがん治療法の開発　
　 FUT8ノックアウトマウスは、著しい成長障害をおこし生後まもなく死ぬ（大阪大学の谷口直之教授ら）。生後すぐ異常が観られることから、遺伝子の発現における変化は既に胎仔の時から起きていることを想定し、妊娠18.5日目の胎仔から得たmRNAの発現をDNA chipを用いて解析した。その結果、生体のタンパク質分解の主要なプロテアーゼであるトリプシノーゲンの発現（少なくとも4種類以上）がwildに比して7～8分の1以下に低下していることを発見した。また、FUT8ノックアウトとトリプシノーゲンの発現抑制の関係を解明するため、マウス膵がん細胞TGP-49を用いてFUT8のノックダウン実験を行い、protease-activated receptor 2（PAR2）の関与を解明した。今後、FUT8の発現抑制に関与する分子の役割解明を含めた、新たな癌治療薬の開発を目標としている。

1)	Kondo A, Li W, Nakagawa T, Nakano M, Koyama N, Wang X, Gu J, Miyoshi E, and Taniguchi N. From glycomics to functional glycomics of sugar chains: identification of target proteins with functional changes using gene targeting mice and knock down cells of FUT8 as examples. Biochim. Biophys. Acta., 1746, 1881-1889, 2006.
2)	Zhao Y, Nakagawa T, Itoh S, Inamori KI, Isaji T, Kariya Y, Kondo A, Miyoshi E, Miyazaki K, Kawasaki N, Taniguchi N, and Gu J. N-acetylglucosaminyltransferase III antagonizes the efferct of N-acetylglucosaminyltransferase V on alpha 3beta 1 integrin-mediated cell migration. J. Biol. Chem., 281, 43, 32122-32130, 2006.
3)	Nakagawa T, Uozumi N, Nakano M, Mizuno-Horikawa Y, Okuyama N, Taguchi T, Gu J, Kondo A, Taniguchi N, and Miyoshi E. Fucosylation of N-glycans regulates the secretion of hepatic glycoproteins into bile ducts. J. Biol. Chem., 281, 40, 29797-29806, 2006.
4)	Li W, Nakagawa T, Koyama N, Wang X, Jin J, Mizuno-Horikawa Y, Gu J, Miyoshi E, Kato I, Honke K, Taniguchi N, and Kondo A. Down-regulation of trypsinogen expression is associated with growth retardation in {alpha}1,6-fucosyltransferase-deficient mice: attenuation of proteinase-activated receptor 2 activity. Glycobiology, 16, 1007-1019, 2006.
5)	Wang X, Inoue S, Gu J, Miyoshi E, Noda K, Li W, Mizuno-Horikawa Y, Nakano M, Asahi M, Takahashi M, Uozumi N, Ihara S, Lee SH, Ikeda Y, Yamaguchi Y, Aze Y, Tomiyama Y, Fujii J, Suzuki K, Kondo A, Shapiro SD, Lopez-Otin C, Kuwaki T, Okabe M, Honke K, and Taniguchi N. Dysregulation of TGF-beta 1 receptor activation leads to abnormal lung development and emphysema-like phenotype in core fucose-deficient mice. Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 102, 15791-15796, 2005.