東北医科薬科大学 分子生体膜研究所年報

東北医科薬科大学
分子生体膜研究所年報
2022年度 研究成果報告書

2022 Annual Report ofInstitute of Molecular Biomembrane and Glycobiology

二○二二年度【令和４年度】

目次■ 所長挨拶 …………………………………………………………………………………3■ 第２回 東北医科薬科大学・台湾アカデミアシニカ合同シンポジウム …………5■ 箱守仙一郎賞 ……………………………………………………………………..……7「箱守仙一郎賞」規約
第６回箱守仙一郎賞（2022 年度）
奨励賞：The cell surface hyaluronidase TMEM2 is essential for systemic hyaluronan
catabolism and turnover
飛澤 悠葵（弘前大学 大学院 医学研究科・助教）

奨励賞：Characteristics of α2,3-sialyl N-glycosylated PSA as a biomarker
for clinically significant prostate cancer in men with elevated PSA level.
米山

徹（弘前大学 大学院 医学研究科
附属高度先進医学研究センター 糖鎖工学講座・助教）

優秀論文賞：O-GlcNAcylation Regulates β1,4-GlcNAc-branched N-glycan Biosynthesis
Via the OGT/SLC35A3/GnT-IV Axis.
宋 万里 （Wanli Song, 東北医科薬科大学・分子生体膜研究所・細胞制御学）■ 研究報告…………………………………………………………………………………15＜機能病態分子部門＞「潰瘍性大腸炎におけるスフィンゴ糖脂質の発現変化とその意義」
井ノ口仁一、稲森啓一郎、永福正和、狩野裕考、新田昂大＜分子認識部門＞「レクチンの抗腫瘍メカニズムの解明と糖脂質のかかわり 2022」
細野雅祐、菅原栄紀、立田岳生

1

＜細胞制御学部門＞「がん薬剤耐性における糖鎖発現とその意義に関して」顧 建国、福田 友彦、伊左治 知弥＜糖鎖構造生物学部門＞「糖鎖のコンフォメーションと相互作用の解析による糖鎖機能解明」
山口 芳樹、真鍋 法義、大野 詩歩

2

ご挨拶

２０２０年２月からまる３年に及ぶパンデミック下での生活は、全ての人にとって初めての経験でした。この不安な３年間を乗り越えてこられた皆さんには、その努力と忍耐に敬意を表するとともに、心からお疲れ様と申し上げます。その上で、このコロナ禍がもたらした社会の変化に対するアフターコロナの対応は、皆さんにとっても大切です。今年の５月８日から、新型コロナウイ
ルスの感染法上の分類が季節性インフルエンザと同じ「5 類」に引き下げられることが正式に決まりました。これからは法律に基づく外出自粛の要請が無くなります。とはいえ、他の感染症の場合と一緒で、症状が治るまでは自宅などで療養することが望ましいです。一方、入国時の検査など水際措置がなくなることで、この３年間困難になっていた海外出張や新規留学生の入国手続きは大きく緩和され、２０２０年以前の状態に戻ります。
この１年間、多くの学会は基本的に対面での開催となり、必要に応じてオンラインツールを利用した参加も可能でした。対面がかなわない情況で、オンライン講義・会議、テレワークなどの活用は、その不便さをある程度補ってくれました。しかしながら、研究活動や教育あるいは仕事を進める上で不可欠な人との信頼関係や共感を、リモートの環境だけで醸成するのは難しいことも実感しました。皆さんも対面で人と接する大切さを再確認されたのではないでしょうか。

本研究所は、長年の蓄積と実績のある糖鎖構造と機能解析に関して、糖鎖科学を牽引する研究拠点を目指します。2022 年度も国内外の研究者と共同研究を行い、一定の成果が得られました。また、新型コロナウイルス感染拡大の影響により３年ぶりの開催となった第２回
東北医科薬科大学・台湾アカデミアシニカ合同シンポジウムは３月に無事に開催され、活発な議論を行いました。

また、来年度から本学医学部に医学研究科が開設されます。医薬融合研究において分子生体膜研究所（分生研）の役割はより一層重要視され、新たな転換期に入ります。そのため、今年度に入り、分生研将来構想検討会議が４回も開催され、「疾病の診断治療に結び付く糖鎖の研究」、即ち「トランスレーショナルリサーチ・リバーストランスレーショナルリサーチ」の実現に向けて、分生研を構成する教室として既存の薬学部教室に加え、医学部の数教室に入って頂くことにしています。これと同じタイミングで今年4月からはこれまで国内で例がない大型国家プロジェクトである「ヒューマングライコームプロジェクト」が始まります。今後糖鎖研究が益々盛んになることを祈念致します。

3

また、今年度は２００６年４月に分生研が設立されたと同時に赴任して来られた機能病態分子学教室の井ノ口仁一教授が御退職を迎えられました（下図は最終講義でのご講演）。長い
間本当にお疲れ様でした。今後のご健勝とご活躍を心よりお祈り致します。

今回の年報では、各研究部門の研究活動報告および第６回箱守仙一郎賞（奨励賞・優秀論文賞）と井ノ口教授主催の第２回東北医科薬科大学・台湾アカデミアシニカ合同シンポジウム（詳細は井ノ口教授の紹介文）をご紹介致します。

皆様からのご指導ご鞭撻のほど心よりお願い申し上げます。

令和５年３月東北医科薬科大学 分子生体膜研究所・所長
顧 建国

4第２回 東北医科薬科大学・台湾アカデミアシニカ合同シンポジウム
本学とアカデミアシニカ(中央研究院)は、糖鎖科学に関する共同研究の推進のため国際協定を締結しており、2019 年 12 月にはアカデミアシニカを会場に、第 1 回合同シンポジウムが開催されました。
今回の合同シンポジウムは、新型コロナウイルス感染拡大の影響により 3 年ぶりの開催となり、アカデミアシニカ 生物化学研究所（台湾）の研究者および本学教員による研究発表を行い、活発な議論が交わされ、盛況のうちに閉会しました。今後も研究者交流を深め、糖鎖科学の研究を中心とした共同研究の進展が期待されます。
次ページにプログラムを掲載しました。
本シンポジウム運営・開催にご協力いただいた皆様に感謝の意を表します。
井ノ口 仁一5

6ᮾ໭་⛉⸆⛉኱ᏛศᏊ⏕య⭷◊✲ᡤࠕ⟽Ᏺ௝୍㑻㈹ࠖ㸦Sen-itiroh Hakomori Glycoscience Award㸧つ⣙௧࿴ 2 ᖺ 4 ᭶ᮾ໭་⛉⸆⛉኱ᏛศᏊ⏕య⭷◊✲ᡤ
㢳 ᘓᅜ
 ྡ⛠

ᤵ୚ᶵ㛵
┠ⓗ

㈹ࡢ✀ู
      ⟽Ᏺ௝୍㑻㈹ᮾ໭་⛉⸆⛉኱ᏛศᏊ⏕య⭷◊✲ᡤ    ⏕≀⣔໬Ꮫ⣔ࢆၥࢃࡎᗈࡃ⢾㙐⛉Ꮫࢆᑓᨷࡋࠊ᪥ኪດຊࢆ⥆ࡅ࡚࠸ࡿᮾ໭࢚ࣜ࢔ࡢ◊✲⪅ࢆ㢧ᙲࡍࡿࡇ࡜࡟ࡼࡾࠊ᪥ᮏࡢ⢾㙐⛉Ꮫ◊✲ࡢቑ㐍ࢆᅗࡿࠋ
ዡບ㈹   a㸰ྡ 㢧ᙲᴙ࠾ࡼࡧ๪㈹ඃ⚽ㄽᩥ㈹ a㸰ྡ 㢧ᙲᴙ࠾ࡼࡧ๪㈹ᑐ㇟  㸦㸯㸧ዡບ㈹㸸ᮾ໭࢚ࣜ࢔㸦᪂₲┴࠾ࡼࡧ⩌㤿┴ࢆྵࡴ㸧࡛◊✲࡟ᚑ஦ࡍࡿᛂເ᫬  ṓࡲ࡛ࡢ◊✲⪅     㸦㸰㸧ඃ⚽ㄽᩥ㈹㸸ྠᆅᇦ࡛◊✲࡟ᚑ஦ࡋ㸪⏦ㄳ᫬Ⅼ࡛኱Ꮫ㝔⏕ࡶࡋࡃࡣ༤ኈ◊✲ဨ࡛࠶ࡿ⪅㸨 ࠸ࡎࢀࡶᣦᐃࡉࢀࡓᮇ㛫ෆ(ྛᖺᗘෆ)࡟Ⓨ⾲㸦accepted ࡛ࡶྍ㸧ࡉࢀࡓᏛ⾡ཎⴭㄽᩥ࡟ᑐࡋ࡚ᑂᰝ࣭ᤵ୚ࡍࡿࠋ         㑅⪃᪉ἲ
⮬⸀࠾ࡼࡧ௚⸀࡟ࡼࡿࡶࡢ࡜ࡋࠊᮾ໭⢾㙐◊✲఍ୡヰேࡀᑂᰝࡍࡿࠋ        ホ౯ࢆⅬᩘ໬㸦ḟ㡯ཧ↷㸧ࡋ࡚Ỵࡍࡿࠋᤵ㈹᪉ἲ   ᮾ໭⢾㙐◊✲఍㛤ദ᫬࡟ᤵ㈹࠾ࡼࡧཷ㈹ㅮ₇ࢆ⾜࠺ࠋ㐠⏝᪉ἲ㢧ᙲᴙ࠾ࡼࡧ๪㈹ࡢ㉎ධ㈝ࡣࠊ⟽Ᏺ㈹ᇶ㔠ࢆཎ㈨࡜ࡋࠊศᏊ⏕య⭷◊✲ᡤࡀࡇࢀࢆᨭᘚࡍࡿࠋ

ࡑࡢ௚஦ົᒁࡣศᏊ⏕య⭷◊✲ᡤෆ࡟⨨ࡃࠋ7ᛂເ࡜ᑂᰝ᪉ἲ
㸦㸯㸧ᛂເ㈨᱁࠾ࡼࡧᛂເ᪉ἲᮾ໭  ┴ࠊ᪂₲┴࠾ࡼࡧ⩌㤿┴㸦ᮾ໭⢾㙐◊✲఍࢚ࣜ࢔㸧࡛◊✲ࢆ⾜ࡗ࡚࠸ࡿ  ṓ௨ୗࡢ⢾㙐⛉Ꮫ◊✲⪅㸦኱Ꮫ㝔⏕ࠊ༤ኈ◊✲ဨࡣ⮬ືⓗ࡟ඃ⚽ㄽᩥ㈹࡬ࡢࣀ࣑ࢿ࣮ࢺ࡜࡞
ࡿ㸧ࠋᑐ㇟ㄽᩥࡣࠊࡑࡢᖺᗘෆ࡟ Impact factor ࡀ௜୚ࡉࢀ࡚࠸ࡿⱥᩥᏛ⾡㞧ㄅ㸦ᰝㄞ᭷㸧࡟ฟ∧ࠊࡲࡓࡣᥖ㍕ࡀỴᐃࡉࢀ࡚࠸ࡿཎⴭㄽᩥ㸦accepted ࡛ࡶྍ㸧࡜ࡋࠊᛂເ⪅ࡀ➹㢌ⴭ⪅࡜࡞ࡗ࡚࠸ࡿࡶࡢ࡜ࡍࡿࠋせ᪨࿴ヂ࡜ㄽᩥ PDF ࢆῧ࠼࡚᪤ᐃࡢ࢚ࣥࢺ࣮ࣜࣇ࢛࣮
࣒࡟グධࡋ࡚࣓࣮ࣝ࡟࡚ᛂເࡍࡿࠋ໬Ꮫ⣔࣭⏕≀⣔ࡣၥࢃ࡞࠸ࠋ⮬⸀࠾ࡼࡧ௚⸀࡝ࡕࡽ
࡛ࡶཷࡅ௜ࡅࡿࠋᛂເᮇ㛫➼࡟ࡘ࠸࡚ࡣࡑࡢ㒔ᗘỴᐃࡋࠊ࿘▱ࡍࡿࠋ᭩㢮㏦௜ඛ㸸ᮾ໭་⛉⸆⛉኱Ꮫ ศᏊ⏕య⭷◊✲ᡤ ᡤ㛗 㢳 ᘓᅜ࣓࣮ࣝ࢔ࢻࣞࢫ㸸jgu@tohoku-mpu.ac.jp㸹 ᛂເ⥾ࡵษࡾ㸸 ᭶  ᪥㸦㸰㸧࢚ࣥࢺ࣮ࣜࣇ࢛࣮࣒㸦ูῧ㸧㸦㸱㸧ᑂᰝጤဨ࠾ࡼࡧᑂᰝ᪉ἲ
㸯㸧ศᏊ⏕య⭷◊✲ᡤᡤ㛗ࡀᑂᰝဨ㛗ࢆົࡵࡿࠋ
㸰㸧ᮾ໭⢾㙐◊✲఍ୡヰேࡀᑂᰝဨ࡜࡞ࡿࠋࡓࡔࡋࠊୡヰேࡀ᥎⸀⪅ࡲࡓࡣ⮬⸀⪅ࡢᡤᒓ㈐௵⪅࠶ࡿ࠸ࡣㄽᩥࡢඹⴭ⪅࡛࠶ࡿሙྜࡣᑂᰝ࡟ཧຍࡋ࡞࠸ࠋ
㸱㸧ᮇ㝈ෆ࡟ᥦฟࡉࢀࡓㄽᩥ࡟ࡘ࠸࡚஦ົᒁࡀ୍ḟᑂᰝ㸦ୗグᇶ♏Ⅼ࡜᥎⸀⪅ࡢホ౯Ⅼࡢྜィ࡟ࡼࡿ㸧ࢆ⾜࠸ࠊዡບ㈹࠾ࡼࡧඃ⚽ㄽᩥ㈹ࡑࢀࡒࢀୖ఩㸱ሗࢆ㑅ᐃࡍࡿࠋ㸲㸧ୖ఩㸱ሗ࡟ࡘ࠸࡚ᑂᰝဨࡀୗグホ౯㡯┠ࢆ᥇Ⅼࡋࠊ඲ဨ㸦ࡑࡢ㒔ᗘேᩘࡣ␗࡞ࡿ㸧ࡢホ౯ᖹᆒⅬ㸩ᇶ♏Ⅼ㸩᥎⸀⪅ࡢホ౯Ⅼ࠿ࡽୖ఩⪅ࢆཷ㈹⪅࡜ࡋ࡚Ỵᐃࡍࡿࠋ㸳㸧᭱㧗Ⅼࡀ」ᩘฟࡓሙྜࡣᑂᰝဨ㛗ࡢุ᩿࡟ጤࡡࡿࠋᇶ♏Ⅼ,PSDFWIDFWRU ,)   ,)î Ⅼ᥎⸀⪅㸦⮬⸀ࡲࡓࡣ௚⸀㸧ࡢホ౯Ⅼ㸦᥎⸀᭩࡟グධࠊ᭱㧗Ⅼ  Ⅼ㸧ඹྠ◊✲⪅ࡢ㈉⊩ࢆ⪃៖ࡋࠊ௨ୗࡢ㡯┠ࢆཧ⪃ࡋ࡚ヱᙜ◊✲࡟ᑐࡍࡿᛂເ⪅ࡢ㈉⊩ᗘࢆᐈほⓗ࡟ࡳ࡚බṇ࡟ホ౯ࡍࡿࠋ㸯㸧 ◊✲ࡢ⪃᱌㸦᭱㧗Ⅼ 2 Ⅼ㸧㸰㸧 ᐇ㦂ࡢᐇ⾜㸦᭱㧗Ⅼ  Ⅼ㸧㸱㸧 ㄽᩥసᡂ㸦᭱㧗Ⅼ  Ⅼ㸧ホ౯᭱㧗Ⅼ⊂๰ᛶ    Ⅼ࢖ࣥࣃࢡࢺ㸦㔜せᛶ㸧  Ⅼㄽᩥᵓᡂ   Ⅼᑗ᮶ᛶ   
 Ⅼ8

第 6 回箱守仙一郎賞
研究の課題
The cell surface hyaluronidase TMEM2 is essential for systemic hyaluronan catabolism and turnover
J Biol Chem., 2021 Nov; 297(5): 101281. doi: 10.1016/j.jbc.2021.101281.
弘前大学大学院医学研究科
飛澤悠葵
研究抄録
［背景］ヒアルロン酸（HA）は細胞外マトリックスの主成分として、組織の生化学的および生物物理学的特性を定義する上で重要な役割を果たします。 HA は合成酵素 Hyaluronic acid synthase(HAS) 1、HAS2、HAS3、およびこれまでに報告されているものでは分解酵素 Hyaluronidase(HYAL) 1、HYAL2、CEMYP/KIAA1199 などが知られ、生体内で合成・分解されています。体重70 kg の成人における総ヒアルロン酸重量は約 15 g であり、代謝回転は速くその 3 分の 1 が一日で置き換わることが知られています。この非常に急速な代謝回転がヒアルロン酸の生物学に与える影響を考慮すれば、その基盤となる HA 異化作用の分子メカニズムを解明することは、この独特な多糖類の生体内における機能を理解するための鍵になると考えられます。本研究においては、最近報告した細胞表面ヒアルロン酸分解酵素である TMEM2 が全身の HA 代謝回転に重要な役割を果たしていることを示します。
［方法］Tmem2 を生まれながらに全身で欠損するマウスは胎生致死となるため本研究においては誘導型の全身性 Tmem2 ノックアウトマウス（Tmem2iKO）を使用して、体液および臓器におけるHA の蓄積だけでなく、生体内での HA 分解のプロセスに対する Tmem2 欠損による影響を検討しました。
［結果］Tmem2iKO マウスはタモキシフェンによって誘発した Tmem2 欠損後 3 週間以内に、循
環血液およびさまざまな臓器に HA の顕著な蓄積を示し、対照とした野生型マウスで観察されるレベルの 40 倍ものレベルに達することが明らかとなりました。蛍光 HA トレーサーをリンパおよび血管に注射した実験では、リンパ系および肝臓で進行中の HA 分解が Tmem2iKO マウスで著しく損なわれていることを示しました。また、Tmem2 は、全身の HA 代謝回転に関与する 2 つの主要部位であるリンパ節の被膜下洞と肝類洞の内皮細胞で強く発現していることも明らかとなりました。
［結論］TMEM2 は、主にリンパ節と肝臓の内皮細胞の表面において作用し、生体内での全身性の HA 異化作用に不可欠な役割を持つ生理学的に意味のあるヒアルロン酸分解酵素であることが明らかとなりました。
大学からの経歴

92005 年 3 月 静岡県立大学・薬学部 卒業
2007 年 3 月 静岡県立大学大学院・薬学研究科 博士前期課程修了
2010 年 3 月 静岡県立大学大学院・薬学研究科 博士後期課程修了
2010 年 4 月-2011 年 6 月 Sanford Burnham Medical Research Institute ポスドク
2011 年 7 月-2012 年 3 月 弘前大学大学院医学研究科泌尿器科学講座 奨励研究員
2012 年 4 月-2023 年 3 月 弘前大学大学院医学研究科 助教（テニュアトラック）2016 年 4 月-2021 年 3 月 Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute 研究留学
2023 年 4 月-現在 岐阜大学医学部附属病院泌尿器科 講師
受賞のお礼ならび抱負
このたびは第 6 回箱守仙一郎賞に選出いただきありがとうございました。本研究を高く評価していただき、選考委員の皆様ならび関係者の皆様に感謝申し上げます。本研究は研究留学先のProf. Yu Yamaguchi のご指導の下に行った成果です。本研究で注目した Transmembrane protein-2(TMEM2)は 2017 年に先に留学していた弘前大学大学院医学研究科泌尿器科学講座の山本勇
人先生が細胞表面で働くヒアルロン酸分解酵素である事を報告しておりました。その成果を引き継ぎ、生体内におけるヒアルロン酸代謝に対する TMEM2 の役割を明らかにしたのが本研究になります。本研究では、生まれながらに TMEM2 を欠損すると胎生致死となってしまう事が明らかであったためタモキシフェン誘導性全身性ノックアウトマウスを作製し、生体内ヒアルロン酸代謝における
TMEM2 の役割を新規のアプローチも用いて検討しました。結果として遺伝子欠損後わずか数週間で血漿中には未消化な HA が高濃度で蓄積し、また臓器のいたるところでヒアルロン酸が蓄積する事が明らかとなりました。さらに蛍光ヒアルロン酸を用いた短時間の生体内でのヒアルロン酸分
解実験によりヒアルロン酸代謝の主要臓器であるリンパ節、肝臓において TMEM2 が主要な役割を担うことが明らかとなりました。このトレーサーを用いた手法はマウス生体において他のヒアルロン
酸分解酵素を検討した論文ではこれまで見られなかったものであり、今後のヒアルロン酸代謝研究に有用であると考えています。
私のヒアルロン酸に対する研究は TMEM2 に出会うことから始まりました。ヒアルロン酸分解酵素として報告されているものは TMEM2 以外にもいくつかありますが、生体内においてどの酵素がどんな場面で有効に働いているかについては今のところまだほとんど明らかになっていないようです。
本研究で使用した短期間での生体内ヒアルロン酸分解活性のアッセイ手法を他のヒアルロン酸分解酵素にも適用することで、様々なヒアルロン酸分解酵素の全身性のヒアルロン酸代謝における相対的な重要性と作用機序に関する理解深め、ヒアルロン酸がもつ本質的な機能を明らかにしていきたいと思います。
最後になりますが、本研究成果を支えていただいた大阪大学・犬伏俊博先生、弘前大学・山本勇人先生、藤田尚紀先生、大山力教授、Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute・山口祐教授、入江史敏先生、また多くのサポートをいただいた米山徹先生をはじめ弘前大学のスタッ
フの皆様には深く感謝しております。ありがとうございました。

10

第 6 回箱守仙一郎賞 研究奨励賞を受賞して弘前大学大学院医学研究科附属高度先進医学研究センター 糖鎖工学講座 助教
米山 徹研究研究の課題
Characteristics of α2,3-sialyl N-glycosylated PSA as a biomarker for clinically significant prostatecancer in men with elevated PSA level. Prostate, 2021 Dec;81(16):1411-1427.

研究抄録【背景】前立腺癌細胞における前立腺特異抗原（PSA）の糖鎖修飾異性体の存在は、前立腺癌の悪性度指標となる可能性がある。我々は、組織ベースのシアリル化関連遺伝子発現解析
により α2,3-シアリル化 PSA（S2,3PSA）の起源に関する検討および PSA 値が上昇した男性
における臨床的重要前立腺癌検出のための S2,3PSA density（S2,3PSAD:S2,3PSA 値の前立腺体積補正値）単独および mpMRI と併用した場合の前立腺癌診断性能について検討した。
【方法】71 例の根治的前立腺切除術検体から得た正常および癌組織における S2,3PSA とシ
アリルトランスフェラーゼおよびシアリダーゼ遺伝子発現を定量評価した。多施設臨床試
験として系統的前立腺針生検を施行した男性 1099 人を対象に S2,3PSAD、S2,3PSA の前立
腺癌診断能を後方視的に検討した。また前向き観察研究として単一施設において MRI 標的
針生検（MRI-TBx）を施行する男性 98 例を対象に，S2,3PSAD, S2,3PSA と MRI 画像評価
（Prostate Imaging Reporting and Data System; PI-RADS）の前立腺癌診断能を検討した．主要
評価項目は S2,3PSAD, S2,3PSA の前立腺癌診断性能、副次評価項目は S2,3PSAD と直腸診
（DRE）および total PSA（tPSA）および PI-RADS 併用の有無による生検回避率とした。
【結果】S2,3PSA は正常前立腺組織と比較して、Gleason pattern 4 および 5 の高悪性度癌組織で有意に高値であった。多施設後方視的臨床試験から S2,3PSAD, S2,3PSA の前立腺癌検
出性能は tPSA や PSA density（PSAD）よりも有意に優れていた（AUC：0.7758 および 0.7651
vs. 0.6360 および 0.7509）。前向き観察試験では、S2,3PSAD は tPSA、PSAD、より優れており（AUC: 0.7725 vs. 0.5901, 0.7439）、PI-RADS（AUC 0.7305）と同等であった。さらに S2,3PSAD+ PI-RADS + DRE + tPSA モデルは DRE + tPSA + PI-RAD モデルより前立腺癌リスク 30%における MRI-TBx 回避率が（13% 対 1%）と有意に優れていた。
【結論】 S2,3PSAD, S2,3PSA は既存検査より優れ、mpMRI と同等であり、有用な診断補助
情報となることが示唆された。

大学からの経歴
2007 年 3 月 東京農業大学 大学院生物産業学研究科 生物産業学専攻博士後期課程 修了

11

（生物産業学博士号 取得）植物由来酸性ホスファターゼの機能に関する研究
2007 年 4 月 同大学院生物産業学研究科 生物化学研究室 日本学術振興会特別研究員
ボツリヌス毒素タンパク質の立体構造に関する研究
2008 年 4 月 Sanford-Burnham Medical Research Institute 福田 穰 Lab で Postdoctral Associate、
前立腺癌の転移に関わる糖鎖の機能に関する研究
2010 年 4 月 弘前大学 大学院医学研究科 泌尿器科学講座 奨励研究員
2011 年 4 月 同大学院医学研究科 先進移植再生医学講座 助教
2020 年 7 月 同大学院医学研究科 高度先進医学研究センター 糖鎖工学講座 助教
前立腺特異抗原 PSA の糖鎖変異による前立腺癌診断バイオマーカーに関する研究で論文博士（医学）取得 現在に至る

第 6 回箱守仙一郎賞 研究奨励賞を受賞してこの度は、名誉ある第 6 回箱守仙一郎賞 研究奨励賞にご選考いただきまして大変嬉しく思います。本選考に携わられた先生方に深謝申し上げます。前立腺癌血清マーカーである
PSA 検査は特異度が低く、過剰診断が問題となっております。この問題を解決するために、本研究では、富 士 フ イ ル ム 和 光 純 薬 株 式 会 社 と 共 同 開 発 し た α2,3 シアリル化 PSA（S2,3PSA）と α2,6 シアリル化 PSA（S2,6PSA）を同時測定できる自動測定装置（S2,3PSA%検査）の臨床有用性について検討しました。S2,3PSA%検査を従来検査に導入することで従来 PSA 検査を凌駕する前立腺癌診断性能を発揮し、不要な前立腺生検を低減できることを明らかにするとともに病理組織切片中のシアリル化糖転移酵素の発現と組織中 S2,3PSA%を解析することで、S2,3PSA が高悪性度癌細胞で盛んに合成されている可能性を示しました。本研究結果は、S2,3PSA の起源を明らかにし、本検査の臨床的価値に対する科学的裏付けを与える重要な結果であり S2,3PSA 検査の信頼性を高めるものであります。本検査は、2022 年 8 月に製造承認を受け、現在保険収載に向けた活動を継続しています。弘前大学泌
尿器科 大山 力教授の着想から 25 年、私が弘前に着任してから 10 年以上の間、多くの研究者の力を借りて、臨床応用につながる成果となりました。本研究成果から癌性糖鎖変異
は、前立腺癌の治療ターゲットに有望であると考えられ、この度の受賞を励みに今後も粛々と前立腺癌治療に関する基礎研究、Translational research を進めていきます。最後になりましたが、本研究のご指導を頂きました泌尿器科学講座の大山 力教授、糖鎖工学講座 伊東
健教授および柿崎 育子准教授、他様々な面でサポートして頂いた飛澤さんを始め教室の皆様、富士フイルム和光純薬株式会社開発チームの皆様にこの場をお借りして厚く御礼申し上げるとともに引き続きご指導賜りたく存じます。

12

優秀論文賞：O-GlcNAcylation Regulates β1,4-GlcNAc-branched N-glycan Biosynthesis
Via the OGT/SLC35A3/GnT-IV Axis.
Song, W., Isaji, T., Nakano, M., Liang C., Fukuda, T. and Gu, J. FASEB J., 36: e22149.
doi: 10.1096/fj.202101520R. 2022
宋 万里 （東北医科薬科大学・分子生体膜研究所・細胞制御学）

論文要旨
糖鎖修飾は、タンパク質の翻訳後修飾の中で最も多く、哺乳動物細胞において普遍的かつ重要なプロセスである。糖鎖の変化は癌や糖尿病を含む多くの疾患の特徴でもある。しかし、糖鎖の生合成に関わる分子機序は必ずしも明らかになっていない。本研究は、N-型糖鎖とO-GlcNAc 修飾の生合成において共通の糖鎖のドナー基質である UDP-GlcNAc に注目し、これら 2 種類の糖鎖修飾の関係を明らかにした。本研究では、O-GlcNAc 転移酵素(OGT)のノックダウン細胞（OGT-KD）を用いて解析した。O-GlcNAc 修飾の減少は、GlcNAc 分岐型の N-型糖鎖の生成を増加させることが考えられた。しかし、予想に反して、レクチンブロッ
ト、HPLC および質量分析により、分岐型の N-型糖鎖の生成は野生型細胞と比較して
OGT-KD で有意に減少した。GlcNAc 分岐型の減少がどのような糖鎖構造で生じているのか検討したところ、興味深いことに、この低下した N-型糖鎖は GlcNAc 転移酵素 IV（GnTIV）によって触媒される β1,4-GlcNAc 分岐型であった。OGT と GnT-IV の関係を明らかにするため、哺乳動物細胞の主要な UDP-GlcNAc 輸送体である SLC35A3 に焦点を当てて、検討した。驚くことに、SLC35A3 の欠損細胞(SLC35A3-KO)では、OGT-KD と同様に
β1,4-GlcNAc 分岐型の N-型糖鎖の生成が有意的に減少した。さらに、共免疫沈降実験により、SLC35A3 は GnT-IV と相互作用するが、β1,6-GlcNAc 分岐型を触媒する GnT-V とは相互作用しないことが示された。また、ウエスタンブロットおよび化学酵素標識により、OGT が SLC35A3 を修飾し、その修飾が SLC35A3 の安定性向上に大きく寄与することが確認された。さらに、OGT-KD 細胞で観察された現象と同様に、SLC35A3-KO は細胞の伸展を促進し、細胞の遊走と細胞増殖を抑制する。以上の結果は、O-GlcNAc 化が OGTSLC35A3-GnT-IV の相互作用を介して N-型糖鎖の生合成と機能を特異的に制御することを示している。本研究は、O-GlcNAc と N-型糖鎖間の cross-talk において初めての研究である。

受賞の御礼ならびに抱負
I was thrilled and deeply humbled when I was informed that I had received the Hakomori
glycoscience award. I can't tell you how honored I am to receive this award which is arecognition of my study and encouragement for the following research work. While this award
is being given to me, it should go to our team, without whom this would have been impossible.

13

I want to express my sincere appreciation to all members of our team. Thank you very much!
I would like to sincerely thank the committee members for selecting me as a candidate.
Hakomori Sensei was a remarkable glycobiologist and pioneer in the research of tumorassociated glycans. Although we have lost the great pioneer, his work ethic and impressive
endurance for scientific research are a profound inspiration to us.
I sincerely thank President Motoaki Takayanagi for the opportunity to study at Tohoku
Medical and Pharmaceutical University and for financial assistance. The doctoral experience
was a milestone in my life that pushed me to pursue research as a career. These three years of
doctoral life in Japan were critical and memorable. Even though it's been a long time since I
graduated, I still dream about my school life in Japan. I’m genuinely thankful to have a genius
mentor like Prof. Gu, who gave me excellent guidance and help in my studies and life. What’smore, I would like to thank Dr. Isaji Tomoya and Dr. Tomoyko Fukuda for their consultationand technical support, and Ms. Yan Hao and other laboratory members. My deepest gratitude
to all of you!
During my three years in Japan, many kind people gave me great support, encouragement,
and help. I want to take this opportunity to thank them all. Now, I am working in the Shantou
University Medical College in China. I am still engaged in basic research in medicine about
glycobiology. I will contribute to the further growth of glycobiology and society development.
If my research can help even one person one day, I will have no regrets.
Thank you very much!
Song Wanli (宋万里)14

＜機能病態分子学＞
特任教授

井ノ口 仁一准教授

稲森 啓一郎

講師

永福 正和

助教

狩野 裕考

博士研究員

新田 昂大

潰瘍性大腸炎におけるスフィンゴ糖脂質の発現変化とその意義
潰瘍性大腸炎は、クローン病とともに炎症性腸疾患に分類され、おもに大腸粘膜が侵され持続性の炎症を引き起こす難病である。その発症原因は不明であるが、患者数は世界的に急増しており病態解明は喫緊の課題である。ヒトの血清中において、GM3 は主要なガングリオシ
ドとして 10 ~ 15 μg/ml (~10 μM)の濃度で存在しており、近年、我々は肥満による慢性炎症に伴い生じる血清 GM3 のセラミド構造のアシル鎖部分の変化が TLR4 シグナルを調節していることを見いだした（Kanoh et al. EMBO J. 2020）。また、糖尿病性腎症を発症する肥満モデルマ
ウスの腎臓においてグロボ系スフィンゴ糖脂質が増加し、TLR4 活性化と腎症の発症進展に関わることを報告している（Nitta et al. Glycobiology. 2019）。本研究では、慢性炎症に伴っておこるスフィンゴ糖脂質の発現変化が種々の疾患において発症や病態に関与している可能性を検討するため、本学医学部外科学第一（消化器外科）・柴田近先生、小川仁先生との共同で
潰瘍性大腸炎患者の大腸粘膜組織におけるスフィンゴ糖脂質の発現について解析を行った。まず、潰瘍性大腸炎患者の手術検体から得た肉眼的炎症部位と非炎症部位、および対照群として大腸癌手術から得た正常部位の大腸粘膜を用いて、スフィンゴ糖脂質の発現について TLC 解析を行った（図１）。

図１．潰瘍性大腸炎患者の大腸粘膜の糖脂質解析（酸性画分の TLC 解析）
大腸がん手術（４例）において採取された正常部位粘膜を Control とした。I は潰瘍性大腸炎患者から採取された肉眼的炎症部位、NI は肉眼的非炎症部位。下線でつながったサンプ
ルは同一患者から採取されたものである。

15

これまでに、潰瘍性大腸炎およびクローン病患者の大腸粘膜におけるラクトシルセラミドの増加が報告されていたが、今回の解析では、潰瘍性大腸炎においてスルファチド SM4 の減少が観察され、さらに、炎症部位でガングリオシド GM3 の増加が見られた。また、ガラクトシル
セラミド（GalCer）の減少およびグロボシド Gb3，Gb4 の増加が見られた（data not shown）。
次に、大腸正常部位と潰瘍性大腸炎の炎症部位、非炎症部位の各サンプルにおいて炎症性サイトカイン遺伝子（TNF-α, IL6）とスフィンゴ糖脂質の生合成に関わる各糖転移酵素の遺伝子発現を比較検討したところ、GalCer 合成酵素とスルファチド合成酵素（CST）の遺伝子発現は IL6 発現と負に相関し、一方でグルコシルセラミド（GlcCer）合成酵素，GM3 合成酵素，
Gb3 合成酵素の各遺伝子の発現は TNF-α と IL6 の発現にそれぞれ正に相関していた。この結果から、潰瘍性大腸炎においてスフィンゴ糖脂質の生合成に関わる酵素遺伝子の発現変化により糖脂質発現の変化が生じていることが確認できた（図２）。

図２．潰瘍性大腸炎におけるスフィンゴ糖
脂質生合成酵素遺伝子の発現変化
水色は潰瘍性大腸炎患者の大腸粘膜において減少、ピンク色は増加した分子種。青文字、赤文字と各矢印は、遺伝子発現の増加・減少を表す。
さらに、ヒト結腸上皮由来がん細胞株 HT-29 を用いて、各種サイトカイン（TNF-α, IL6, IFN-γ,
IL-1β）による処理がスフィンゴ糖脂質の生合成酵素遺伝子の発現に対して及ぼす影響を検討したところ、いずれも CST 遺伝子の発現低下を生じ、一方で GlcCer 合成酵素遺伝子の発現が見られた（data not shown）。
GM3 とともにスルファチドは Toll-like receptor 4（TLR4）の内因性リガンドとしてその活性化を調節しうることが最近報告されており（Su et al, Proc Natl Acad Sci USA. 2021）、今回得られた結果から、潰瘍性大腸炎において発現が変化するスルファチドや GM3 がその発症・病態進展に関与している可能性が示唆された。今後、モデルとなる細胞を用いて TLR4 活性化におけるスルファチドの役割について、共存する GM3 分子種による活性化・抑制の影響を考慮しつつ検討を行っていく。

16

＜論文発表＞Gangliosides in T cell development and function of mice. Inokuchi JI, Nagafuku M. Glycoconj
J. 39, 229-238. 2022
Ganglioside GM3 Synthase Deficiency in Mouse Models and Human Patients. Inamori KI,
Inokuchi JI. Int J Mol Sci. 23, 5368. doi: 10.3390/ijms23105368. 2022
Functional validation of novel variants in B4GALNT1 associated with early-onset complex
hereditary spastic paraplegia with impaired ganglioside synthesis. Alecu JE, Ohmi Y,
Bhuiyan RH, Inamori KI, Nitta T, Saffari A, Jumo H, Ziegler M, de Gusmao CM, Sharma N,
Ohno S, Manabe N, Yamaguchi Y, Kambe M, Furukawa K, Sahin M, Inokuchi JI, Furakawa K,
Ebrahimi-Fakhari D. Am J Med Genet A. 188(9):2590-2598. doi: 10.1002/ajmg.a.62880. 2022
Pathophysiological Signiﬁcance of GM3 Ganglioside Molecular Species with a ParticularAttention to the Metabolic Syndrome Focusing on Toll-Like Receptor 4 Binding. Inokuchi
JI, Kanoh H. Front Mol Biosci. 9:918346. doi: 10.3389/fmolb.2022.918346. 2022
Fond Memories of Professor Sen-itiroh Hakomori. Inokuchi JI, Hosono M. J Biochem. 172,143-145. 2022
GM3 synthase deficiency increases brain glucose metabolism in mice. Bharathi SS, Zhang
BB, Paul E, Zhang Y, Schmidt AV, Fowler B, Wu Y, Tiemeyer M, Inamori KI, Inokuchi JI,
Goetzman ES. Mol Genet Metab. 137(4):342-348. doi: 10.1016/j.ymgme.2022.10.006. 2022
Sialyltransferase Activity Assay for Ganglioside GM3 Synthase. Inamori KI, Nitta T, Shishido
F, Watanabe S, Ohno I, Inokuchi JI. Methods Mol Biol. 2613:101-110. doi: 10.1007/978-1-07162910-9_9. 2023
Mass Spectrometry of Neutral Glycosphingolipids. Suzuki A, Silsirivanit A, Watanabe T,
Matsuda J, Inamori KI, Inokuchi JI. Methods Mol Biol. 2613:127-144. doi: 10.1007/978-1-07162910-9_11. 2023
Neurological insights on two siblings with GM3 synthase deficiency due to novel compound
heterozygous ST3GAL5 variants. Watanabe S, Lei M, Nakagawa E, Takeshita E, Inamori KI,

17

Shishido F, Sasaki M, Mitsuhashi S, Matsumoto N, Kimura Y, Iwasaki M, Takahashi Y, Mizusawa
H, Migita O, Ohno I, Inokuchi JI. Brain Dev. 45(5):270-277. doi: 10.1016/j.braindev.2023.01.002.
2023＜学会発表と講演＞
ガングリオシド GM3 によるパイロトーシス制御の解析
石川 潮，狩野 裕考，新田 昂大，鈴木 明身，井ノ口 仁一
日本生化学会東北支部第 88 回例会・シンポジウム，山形，2022 年 5 月，要旨集 p54
潰瘍性大腸炎患者におけるスフィンゴ糖脂質の発現変化とその意義
稲森 啓一郎，小川 仁 a，新田 昂大，大川 光，狩野 裕考，遠藤 克哉 b，佐藤 賢一 b，
中村 保宏 c，柴田 近 a，髙橋 伸一郎 d，鈴木 明身，井ノ口 仁一（東北医薬大・医・外科学第一（消化器外科）a、東北医薬大・医・内科学第二（消化器内科）b、
東北医薬大・医・病理学 c、東北医薬大・医・臨床検査医学 d）
第 64 回日本脂質生化学会，東京，2022 年 6 月，演題番号 1-10
ガングリオシド GM3 が炎症性細胞死パイロトーシスを制御する
石川 潮，狩野 裕考，新田 昂大，鈴木 明身，井ノ口 仁一
次世代を担う若手のための創薬・医療薬理シンポジウム 2022，静岡（または WEB 開催），2022
年 8 月，要旨集 p81
Regulation of Innate Immune Receptors by Gangliosides
Jin-ichi Inokuchi
Sialoglyco2022, September 2022, Abst O-13
スフィンゴ糖脂質を介した応用薬理井ノ口 仁一第 23 回 応用薬理シンポジウム, Web 開催，2022 年 9 月, 特別講演 S10,
ガングリオシド分子種による自然免疫応答・炎症性細胞死の制御機構
狩野 裕考, 新田 昂大, 石川 潮, 稲森 啓一郎, 鈴木 明身, 井ノ口 仁一
第４１回日本糖質学会年会, 2022 年 9 月, 演題番号 OR6-2B
炎症性腸疾患における酸性スフィンゴ糖脂質の発現変化とその意義

18

稲森 啓一郎，小川 仁 a，新田 昂大，大川 光，狩野 裕考，遠藤 克哉 b，佐藤 賢一 b，
中村 保宏 c，柴田 近 a，髙橋 伸一郎 d，鈴木 明身，井ノ口 仁一（東北医薬大・医・外科学
第一（消化器外科）a、東北医薬大・医・内科学第二（消化器内科）b、東北医薬大・医・病理学 c、
東北医薬大・医・臨床検査医学 d）
第 41 回日本糖質学会年会，大阪，2022 年 9 月，演題番号 OR1-2B
炎症・炎症性細胞死におけるガラビオシルセラミドの役割
新田 昂大, 狩野 裕考, 石川 潮, 稲森 啓一郎, 鈴木 明身, 井ノ口 仁一
第 41 回糖質学会年会, 大阪, 2022 年 9 月, 演題番号 P-141
ガングリオシド GM3 の生物学（過去・現在・未来）
井ノ口 仁一第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，演題番号 O-4
炎症・炎症性細胞死におけるスフィンゴ糖脂質 Gal2Cer の役割
新田 昂大, 狩野 裕考, 石川 潮, 稲森 啓一郎, 鈴木 明身, 井ノ口 仁一
第 16 回 東北糖鎖研究会, 福島，2022 年 10 月, 演題番号 O-3
ガングリオシド GM3 による炎症性細胞死パイロトーシス制御の解析
石川 潮，狩野 裕考，新田 昂大，鈴木 明身，井ノ口 仁一
第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，演題番号 P-01
ガングリオシドによるミクログリアの炎症応答調節大川 光，稲森 啓一郎，石川 潮，森田 修樹，狩野 裕考，新田 昂大，井ノ口 仁一
第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，演題番号 P-2
GM3 による自然免疫応答および細胞死経路の制御
井ノ口 仁一第 15 回セラミド研究会学術集会・第 16 回スフィンゴテラピィ研究会 合同年会，札幌，2022 年
10 月, 演題番号 21-O2-2
ガングリオシドによるミクログリアの炎症応答調節稲森啓一郎，大川光，石川潮，狩野裕考，新田昂大，井ノ口仁一
第 15 回セラミド研究会学術集会・第 16 回スフィンゴテラピィ研究会 合同年会，札幌，2022 年

19

10 月，演題番号 19-O1-1
Regulation of TLR4 Signaling and Inflammatory Cell Death by Glycosphingolipids
Jin-ichi Inokuchi
29th FAOBMB & the 2022 CSBMB Conference (Invited talk), WEB, 2022 October
アレルギー性炎症の遷延化におけるスフィンゴミエリンの役割
豊島 かおる a, 宮坂 智充 a,b, 有川 智博 a 宍戸 史 a, 佐々木 雅史 a，井ノ口 仁一, 大野
勲 a,b, 中村 豊 a,b
アレルギー・好酸球研究会 2022，Web 開催，2022 年 11 月，演題番号 1-2（東北医科薬科大学医学部医学教育推進センター a, 東北医科薬科大学アレルギーセンター b）
ガングリオシド分子種による自然免疫応答および細胞死経路の制御
井ノ口 仁一第 95 回日本生化学会大会シンポジウム，2022 年 11 月, 演題番号 3S04m-01
炎症性腸疾患におけるスフィンゴ糖脂質の発現変化とその意義
稲森 啓一郎，小川 仁 a，新田 昂大，大川 光，狩野 裕考，遠藤 克哉 b，佐藤 賢一 b，
中村 保宏 c，柴田 近 a，髙橋 伸一郎 d，鈴木 明身，井ノ口 仁一（東北医薬大・医・外科学
第一（消化器外科）a、東北医薬大・医・内科学第二（消化器内科）b、東北医薬大・医・病理学 c、
東北医薬大・医・臨床検査医学 d）
第 95 回日本生化学会大会，名古屋，2022 年 11 月，演題番号 2T02a-01
糖尿病性腎症における腎スフィンゴ糖脂質の発現変化と炎症性細胞死への関与
新田 昂大, 狩野 裕考, 稲森 啓一郎, 鈴木 明身, 井ノ口 仁一
第 95 回日本生化学会大会, 名古屋, 2022 年 11 月, 演題番号 2T02a-02
ガングリオシド GM3 の分子種によるパイロトーシス制御の解明
石川 潮，狩野 裕考，新田 昂大，鈴木 明身，井ノ口 仁一
第 45 回日本分子生物学会年会，千葉，2022 年 12 月，演題番号 P2-819
X 連鎖性劣性末節骨短縮型点状軟骨異形成症の予測と診断：コンピューター解析と新規ミス
センス変異の同定

20青木 英莉子 a，真鍋 法義 b，大野 詩歩 b，青木 大芽 b，古川 潤一 d，栂谷内 晶 a，木下
聖子 a，井ノ口 仁一，黒澤 健司 e，要 匡 c ，山口 芳樹 b，西原 祥子 a
（創価大・糖鎖研 a，東北医薬大・薬・糖鎖構造生物学 b，成育医療研究セ・ゲノム医療 c，名大・糖鎖生命研 d，神奈川県立こども医療セ・遺伝科 e）
第４５回日本分子生物学会年会，千葉，2022 年 12 月, 要旨集
Genes to diagnosis and therapy in glycogenomics disorders：糖鎖関連ヒト希少疾患 GDP-フ
コース輸送体欠損症を例として
要 匡 a，太田 隼人 b，柳 久美子 c，花松 久寿 c，Federico Pecori b，古川 潤一 d，山口 芳
樹 e，上原 朋子 f，井ノ口 仁一，木下 聖子 g,h，栂谷内 晶 g,h，佐藤 万仁 a，西原 祥子 b, g,
h（成育医療研究セ・ゲノム医療 a，創価大・院工・生命情報 b，北大・院医 c，名大・糖鎖生命研d，東北医薬大・薬・糖鎖構造生物学 e，那覇市立病院・小児科 f，創価大・糖鎖研 g，創価大・院理工・生命理学 h）
第４５回日本分子生物学会年会，千葉，2022 年 12 月, 要旨集
ガングリオシド発現ヒト型マウス系統の新規同定とゲノム構造解析
尾股 明，石川 潮，狩野 裕考，新田 昂大，田中 杜和，稲森 啓一郎，鈴木 明身，井ノ口仁一
日本薬学会 第 143 年会，札幌，2023 年 3 月，演題番号 26P1-pm1-127S
ガングリオシド GM3 の分子種差によるパイロトーシス制御の解析
石川 潮，狩野 裕考，新田 昂大，鈴木 明身，井ノ口 仁一
日本薬学会 第 143 年会，札幌，2023 年 3 月，演題番号 27C2-pm02S

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

＜分子認識学＞

教授 細野雅祐
講師 菅原栄紀
講師 立田岳生
レクチンの抗腫瘍メカニズムの解明と糖脂質のかかわり 2022
１）ナマズ卵レクチンとシガ毒素の細胞内輸送における相違点
ナマズ卵レクチン（SAL）は，ヒト子宮頸がん由来細胞株 HeLa の細胞膜表面上に発現している Globotriaosylceramide（Gb3）に結合し細胞内に取り込まれ，その後ゴルジ体から出芽し膜構成分に LAMP1 を有するリソソーム様小胞（LLV）の周囲に集積することを報告している．しかし，取り込みから集積に至るまでの詳細な機構については不明であった．一方，シガ毒素（Stx）は Gb3 に結合後，エンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれ，逆行性輸送経路によってゴルジ体を経て小胞体（ER）に輸送されることが明らかにされている．本年度は，HiLyte
標識した SAL（HL-SAL）を作製し，HeLa 細胞内における SAL の挙動を観察した．HL-SAL
は，処理後 1 時間から取り込みが開始され，その後取り込み量の増加とともに処理後 6 時間
から LLV の形成および LLV への SAL の集積が起こり始めることが確認された．この時ゴルジ体との共局在は見られなかった．様々な分子の細胞内輸送には Rab ファミリーが関与していることが知られていることから，これまでに報告されている Rab ファミリーのうち Rab4，5，7，9，11に着目して HeLa における遺伝子発現を RTqPCR により調べた．その結果，いずれの遺伝子も発現していることが示された．Rab5 は初期
エンドソーム，Rab7 は後期エンドソームに関与していることから，GFP 融合 Rab5 および Rab7を強制発現させて HL-SAL の局在を検討した．
HL-SAL は Rab5 および Rab7 と部分的に共局在を示し，Rab7 は LLV の膜上に発現していることも分かった．さらにエンドソーム膜融合阻害剤 Wortmannin およびエンドソーム内の pH 低
下 に 関 与 す る V-ATPase の 阻 害 剤 で あ る
Bafilomycin A1（BafA1）を用いて検討した結果，Wortmannin 処理により HL-SAL の LLV への集積が阻害された．一方，BafA1 処理では
図１ SAL と Stx の細胞内輸送機構の相違点

40

LLV の増大が抑制され，未成熟型の LLV に HL-SAL の集積が認められた．これらの結果から，SAL は既に報告されている Stx の細胞内輸送機構とは異なり，細胞内に取り込まれた後，Rab5 が存在する初期エンドソームを介して LLV と融合し，その膜上に集積することか可能性が示唆された（図１）．
２）ナマズ卵レクチンの効果は Gb3 分子種により変化する
これまでに Gb3 陽性のヒト精巣腫瘍細胞株 JKT-1 を SAL 処理することにより、１）JKT-1 は接着性細胞であるにもかかわらず SAL 処理により形態が紡錘形に変化し，接着した状態のまま細胞が凝集する、２）インテグリンα 2 の発現増加および FAK のリン酸化レベルが低下する、３）細胞走化性が低下することを報告している．本年度はまず始めに CRISPR/Cas9 システムを用いて A4GALT をノックアウトした Gb3 欠失 JKT-1 細胞（JKT-1-KO）を作製して SAL が及ぼす影響について検討した。その結果，JKT-1-KO では JKT-1 を SAL 処理することにより認められる変化が全て観察されなかった．また，SAL 処理 JKT-1 で見られる現象は，Gb3 陽性の HeLa
では観察されない．Gb3 には，アシル鎖の構造が異なる複数の分子種が存在することが示されており，JKT-1 および HeLa で認められる SAL の効果の違いは Gb3 のアシル鎖にあるのではないかと考え，次にそれぞれの細胞で発現している Gb3 分子種を TLC 法および LC-MS により解析を行った．その結果，どちらの細胞にも移動度の異なる 2 種類のアイソフォームが存在していたが，
HeLa では移動度の大きい d18:124:1 と d18:1-24:0 の割合が高く，
JKT-1 ではアシル鎖が水酸化されている d18:1-h24:1 と d18:1-h24:0 の存在割合が多かった．さらに，この水酸化に関与する分子には，脂肪酸 C2
水酸化酵素（FA2H）が関与しており，
この遺伝子は JKT-1 で高発現していた．これらの結果から，SAL の効果
は，がん細胞に発現している Gb3 分
子種によって異なる可能性が示唆された（図２）．
図２ Gb3 分子種による SAL のがん細胞に対する効果の違い

41３）ウシガエル卵レクチンの ABC トランスポーター発現抑制効果について
ウシガエル卵から単離されたシアル酸結合性レクチン (cSBL) は, 正常細胞への毒性は低く,多種類のがん細胞に対して抗腫瘍活性を発揮する. 本研究室では, 悪性中皮腫 H28 細胞
を cSBL で持続処理することで, cSBL 耐性 (cSR) 細胞を樹立し, 得られたクローン株, cSRA1 および B1 細胞を用いたマイクロアレイ解析の結果から, ATP binding cassette transporter
C2 (ABCC2 / MRP2) の発現が cSR 細胞で低下していることを見出している. ABCC2 は多剤耐性に関与する ABC 輸送体の一種であるため, cSBL に ABCC2 の薬剤排泄能を抑制する効果があるのであれば, 有用な治療薬になりうる. これまでに，親株である H28 細胞と
cSR-A1 および B1 細胞での ABCC2 の発現をタンパク質レベルで確認し, H28 細胞に比べて A1 および B1 細胞におけるそれぞれの発現が 0.1 倍および 0.4 倍に低下すること，また，H28 細胞に cSBL (0.2 または 1.0 µM) を 72 時間処理した際も濃度依存的なABCC2 の発現低下傾向が観察され, 1 µM 処理ではおよそ 0.7 倍に低下することが明らかになっている．
DNA 障害型の低分子抗がん剤などにより, 薬剤耐性に寄与する ABC トランスポーターの過剰発現が引き起こされうることが現行のがん治療で問題となっている. 今回, H28 細胞においても CDDP および PEM 処理により ABCC2 の発現が上昇するか否か, またそれら薬剤処理時に cSBL を共存させた場合の ABCC2 の発現について検討した. その結果, 有意
差は無かったものの, ABCC2 の発現は, CDDP および PEM 処理によりそれぞれおよそ 1.2
および 1.4 倍と増加傾向にあった (Fig. 2A および B). 一方, cSBL 単独または各薬剤と共処理した際には, ABCC2 の発現はコントロールに対しておよそ 0.4 倍〜0.5 倍に低下した(Fig. 1 A および B). これらのことから, H28 細胞において CDDP および PEM 処理によりABCC2 の発現が増加する可能性があるが, cSBL は抗がん剤処理時においても ABCC2の発現を著しく低下させることが明らかとなった. この結果は cSBL が, がん化に伴って
ABC トランスポーターを過剰発現した内在性の薬剤耐性や，現行のがん治療薬による ABC
トランスポーターの過剰発現誘導作用を抑制する可能性を持つことを示唆している．したがって, cSBL を薬剤耐性がんに対して用いる, あるいは ABC トランスポーターの過剰発現を誘導する薬剤と併用する薬剤療法が, 現行の治療法の問題点を克服する新たながん治療戦略となる可能性があると考えられる.

42

Fig. 1. ABCC2 expression analysis in CDDP, PEM and/or cSBL-treated H28 cells
H28 cells were treated with CDDP and/or cSBL for 72 hours (A), and PEM and/or cSBL for 72
hours (B). Whole cell extracts were subjected to western blotting with anti-ABCC2 and β-actin
antibodies. Densitometric quantification is performed using the results of at least three
independent experiments (mean ± SD). **P<0.01.

＜論文発表＞
Fond Memories of Professor Sen-itiroh Hakomori. Inokuchi J, Hosono M. J. Biochem., 172,143-145, 2022 https://doi.org/10.1093/jb/mvac039
Basic Research on Bullfrog Egg-derived Sialic Acid-binding Lectin for Cancer Treatment
Takeo. Tatsuta T. YAKUGAKU ZASSHI, 142, 1045-1053 (2022)＜学会発表＞HeLa 細胞におけるナマズ卵レクチンの細胞内輸送機構の解明
菅原栄紀，菊地聡大，立田岳生，細野雅祐
第 41 回日本糖質学会年会，大阪，2022 年 9 月，要旨集 p.194
細胞内膜系 Gb3 は抗がん剤によるアポトーシスに関与する
菊地聡大, 菅原 栄紀, 叶 江利花, 立田 岳生, 細野 雅祐
第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，要旨集 p.42-43
悪性中皮腫細胞およびその RNase 耐性細胞における ABC トランスポーターの発現に対す
る cSBL の影響
中里 ありす，立田 岳生，菅原 栄紀，細野 雅祐
第 95 回日本生化学会大会，名古屋，2022 年 11 月，演題番号 2P-015

43

AKR1B10 に対する cSBL の効果とそのメカニズムの調査佐藤 彬翔，立田 岳生，田口有里佳，菅原 栄紀，細野 雅祐
第 61 回日本薬学会東北支部大会，福島，2022 年 11 月，講演番号 C-13
悪性中皮腫細胞における多剤耐性輸送体への cSBL の影響
中里 ありす，立田 岳生，菅原 栄紀，細野 雅祐
第 61 回日本薬学会東北支部大会，福島，2022 年 11 月，講演番号 C-14
Gb3 分子種によるナマズ卵レクチンのがん細胞に対する多様な効果
菅原栄紀，菊地聡大，立田岳生，細野雅祐
第 45 回日本分子生物学会年会，千葉，2022 年 11 月, 1P-862
cSBL 誘導性 EGFR 発現現象のメカニズム解析
立田 岳生，佐藤 祥子，菅原 栄紀，細野 雅祐
日本薬学会第 143 年会，札幌，2023 年 3 月，演題番号 26C2-pm09
cSBL の AKR1B10 発現抑制効果と JNK 経路の関与
佐藤 彬翔，立田 岳生，菅原 栄紀，細野 雅祐
日本薬学会第 143 年会，札幌，2023 年 3 月，演題番号 26P1-pm1-149S

44

J. Biochem 2022;172(3):143–145 https://doi.org/10.1093/jb/mvac039

Special Issue - Commentary
the manuscript as a Letter—and it was accepted! Without the brilliant insight and forceful encouragement of
Dr Yamakawa as an authority in the glycolipid field, the‘Hakomori method’ might have been handed over to otherresearchers in foreign countries. This episode evokes for us
the kind of transcendent ‘fate’ that we frequently observein the natural sciences.
In the late 1960s, Dr Hakomori published a paper on
the phenomenon of cancer glycosylation defects in glycolipids (reduced levels in malignant cells of glycolipids
possessing elongated glycans and corresponding accumulation of their precursors) (4, 5). He also developed amethod for labelling cell surface glycans with isotopes(6), which led to discovery of increased content in malignant cells of glycolipids such as paragloboside and Forssman antigen and characterization of fibronectin, a cellsurface protein that shows reduced expression in cancer
cells (7).
Beginning in the late 1970s, Dr Hakomori and his
research colleagues focused increasingly on monoclonal
antibodies (MoAbs), which had only recently beendeveloped, and established a large variety of MoAbs
that targeted glycolipids showing cancer-related changes.
Among these was FH6 (8), which recognizes (sialyl Lex -i),a marker of lung adenocarcinoma, and has subsequently
been applied widely for antibody-based diagnosis ofcancer. Many of the group’s studies during the 1980s
involved targeting of cancer-specific carbohydrate antigens(sialyl Tn, GM2, GD2, globo-H, etc.) for cancer treatment
as well as diagnosis and provided a basis for today’s
chemotherapeutic strategies using molecular targeteddrugs. Dr Hakomori was also actively involved in themechanisms of human blood groups, which are classicalrepresentatives of classically known cell surface glycan
structures. In 1990, he and his colleague Dr Fumi
Yamamoto published a landmark, much-cited paper in
Nature titled ‘Molecular genetic basis of the histo-bloodgroup ABO system’ (9).
We would like to describe here the relationship between
Dr Hakomori and our laboratory, CRI, and its successor(following Dr Hakomori’s move to the USA), Instituteof Molecular Biomembrane and Glycobiology (IMBG).
The ‘Ganken Daiichi-bu’ of CRI, which was organized by
Dr Hakomori, was overseen by his successor, Dr Hiroaki
Kawauchi. Even in the USA, Dr Hakomori served asa supervisor and continued to advise Dr Kawauchi on
research policies. Dr Kawauchi’s research focused mainly
on animal lectins directed to cancer cells. Notably, hediscovered that a novel lectin isolated from Japanesebullfrog (Rana catesbeiana) eggs agglutinated cancer
cells and that its target sugar chain contained sialic acid.
Around the same time, Dr Hakomori was investigating
oncogenic changes of gangliosides (sialic acid-containing
glycosphingolipids). He therefore became interested in thenovel lectin and significantly promoted research progressin our laboratory by providing us with essential membrane
glycolipid samples and encouraging us to submit to several
major journals (10–12). The lectin was later characterized
as a sialic acid-binding lectin (cSBL) that also displayed
RNase activity. It has been passed on to the present-day

Fond Memories of Professor
Sen-itiroh Hakomori
Received 13 February 2022

Jin-ichi Inokuchi1 ,2 ,† and Masahiro Hosono3
1
Division of Glycopathology, Institute of Molecular Biomembrane and
Glycobiology (IMBG), Tohoku Medical and Pharmaceutical University,
4-4-1 Komatsushima, Aoba-ku, Sendai, Miyagi, 981-8558, Japan ;2
Forefront Research Center, Graduate School of Sciences, Osaka
University, Machikaneyama, Toyonaka, Osaka 560-0043, Japan; and3
Division of Cell Recognition, Institute of Molecular Biomembrane and
Glycobiology (IMBG), Tohoku Medical and Pharmaceutical University,
4-4-1 Komatsushima, Aoba-ku, Sendai, Miyagi, 981-8558, Japan† Division of Glycopathology, Institute of Molecular Biomembrane and

Glycobiology (IMBG), Tohoku Medical and Pharmaceutical University,
4-4-1 Komatsushima, Aoba-ku, Sendai, Miyagi, 981-8558, Japan. email:jin@tohoku-mpu.ac.jp

Keywords: biomembrane; cancer; glycosphingolipids.
The Journal of Biochemistry (JB), which celebrated
its 100th anniversary this year, and our mentor, the late
Dr Sen-itiroh Hakomori, shared a deep and long-lasting
relationship. In 1959, Dr Hakomori moved to the Cancer
Research Institute (CRI) of Tohoku Pharmaceutical University, together with his mentor, Dr Hajime Masamune.
Regrettably, Prof. Masamune passed away suddenly and
Dr Hakomori consequently became the head of the laboratory as a Professor at the age of 30 years. JB was thefirst English-language biochemistry journal to publish an
article in which Dr Hakomori was listed as a corresponding
author (1).
During his 4 years in this laboratory, his work shifted
gradually from cancerous changes in mucoproteins to thosein glycolipids, following the trend of Dr Masamune’s laboratory. He published seven papers in JB before leaving
Sendai. The seventh paper described complete methylationof sugars, a technique that subsequently became widely
known as the ‘Hakomori method’ (2). The method is basedon a reaction of methylsulfinyl carbanions produced bydimethylsulfoxide and sodium hydride with sugars. It isa highly innovative method that makes possible complete
methylation of sodium alkoxide intermediates, including
difficult-to-react acidic sugars, by methyl iodide, in highyield, in a single reaction that does not require specialized
equipment, and has been widely applied in glycan structural analysis. The number of citations of this paper on Web
of Science to date is 5273.
The publication of this paper involved an interesting
episode, described in Dr Hakomori’s essay in Current
Contents in 1980 (3). He initially submitted a ‘Hakomori
method’ manuscript as a full paper to JB in June 1963—and
it was rejected! Dr Tamio Yamakawa, a member of the JB
editorial board at the time, strongly urged him to resubmit,
commenting that ‘this method was efficient enough at least
for glycolipids . . . ’ Accordingly, Dr Hakomori resubmitted© The Author(s) 2022. Published by Oxford University Press on behalf of the Japanese Biochemical Society. All rights reserved

45

143

J. Inokuchi and M. Hosono

Division of Cell Recognition within IMBG, whose themeis ‘Elucidation of the mechanism of action of RNase-based
lectins with malignant cell-selective cytotoxicity’ (13).
Dr Hakomori’s overall research theme was ‘structureand function of glycolipids and glycoproteins as membrane components’, and his ultimate goal was to clarify ‘details of cell–cell interactions’ and ‘mechanisms ofcell canceration’. The keywords ‘cell recognition’, ‘cell
adhesion’ and ‘signal transduction’ are appropriate in thiscontext. In 1990, sialyl Lex was identified as the glycan
ligand on the leukocyte side of E-selectin in the lymphocyte homing phenomenon (14). Selectins are type I
transmembrane proteins with a C-type lectin domain at
the extracellular N-terminus, which is capable of carbohydrate binding. This is just one of several types of cell–
cell interaction whereby cells bind to each other by carbohydrate–protein interaction (CPI). Identification of ligand
glycans for the three types of selectins has involved many
research groups and some twists and turns, but the topic
has inevitably attracted considerable attention because suchinteractions are directly related to the mechanism of cancer
metastasis. Other examples of CPI have been reported
in which proteins directly recognize glycans and affectcellular functions, including those involving lectins suchas galectins and sialic acid-binding immunoglobulin-type
lectins (Siglecs), and binding of integrins or growth factor
receptors to glycolipids (15). It has also been demonstrated
that cell–cell junctions can be mediated by homophilic (e.g.
Lex -to-Lex ) or heterophilic (e.g. GM3-to-Gg3) interactions
between glycans, which play key roles in subsequent signal transduction (16). We remember that ‘carbohydrate–
carbohydrate interaction’ was a favourite phrase of Dr
Hakomori that he used frequently. He published a review
article that strongly emphasized this concept in JB with
Dr Yasuyuki Igarashi (now at Hokkaido University), who
was one of his collaborators at The Biomembrane Instituteat that time (17). In 1997, Dr Kai Simons proposed acell membrane model termed ‘lipid rafts’, which attracted
attention as a signalling platform, and fit well with the previously established (1972) Singer–Nicolson ‘fluid membrane mosaic’ model. Dr Simons’ concept spread worldwide, visualized as ‘moving rafts’ drifting in a sea of lipids.
Dr Hakomori, on the other hand, focused on the assemblystate (organization) of glycolipid components in cell membranes (18) and developed a concept of lipid microdomains.
He commented that ‘there are microdomains that do not
move’ and ‘Rafts are the antithesis of the caveolae thesis.
We should seek a new thesis. The ensuing glycosynapse
concept’ (19), based on lipid microdomains, was based ona huge amount of evidence from Dr Hakomori’s studies
over the years. Under this concept, plasma membrane
microdomains are a signalling platform that controls celladhesion, motility and growth without moving (in contrast
to rafts)—a ‘new thesis’.
In the Division of Glycopathology at IMBG, we havepursued studies of glycolipid microdomain involvementin pathogenesis and proposed a working hypothesis that
insulin resistance is a ‘membrane microdomain disorder’,based on findings that insulin receptors in obese adipose
tissues differ from caveolae microdomains because ofincreased levels of ganglioside GM3 (20). We also
demonstrated that a-series gangliosides in helper T (CD4+T) cells and o-series gangliosides in killer T (CD8+ T)

cells form distinct microdomains that are essential for
their respective T-cell receptor-dependent T-cell subsetselective and -specific activation. These conclusions havereceived considerable attention and comments in theglycoimmunology field (21).
On November 10, 2017, we organized a ‘Glycoscience
Symposium with Gratitude to Dr Sen-itiroh Hakomori’to celebrate his 88th birthday (Beiju;). Dr Hakomoridelivered a special lecture entitled ‘Recollection of Glycan
Research and Prospects for the Future’. During the lecture,
he emphasized several important topics for future investigation: (1) search for the existence of new recognition andbinding modes of sugar chains, (2) common patterns ofintegration of sugar chains into cell membranes, (3) relationships between gene-controlled sugar chain expression
patterns and diseases, (4) epigenetic control mechanismsof sugar chain expression and (5) possible phenotypic
control of stem cell by sugar chains. He mentioned that we,
glycoscientists, particularly those pursuing cancer-related
subjects, should keep in mind and learn from Cornheim’s
mystery theory: ‘cells that should become cancer in the
future (cancer stem cells) are created during ontogeny andlurking in tissues, but sometimes triggers will bring out theoriginal ability of cancer cells (Cohnheim J. 1875, VirchowsArch Pathol Anat Physiol Klin Med 65: 64)’. Intriguing
topics for future research are as follows: the mechanism
whereby cancer stem cells are able to ‘lurk’ in tissues, themechanism that governs the original cancer function andthe involvement of sugar chains in these mechanisms. Dr
Hakomori expected that the research field of ‘tissue/organ
glycobiology’, including the influence of surrounding cells
on tissues and organs, will become increasingly active
as it branches off from conventional ‘cell glycobiology’.
We were all so impressed to his witness and passion forknowledge, like that of a young man, and his continuing
dedication to research.

Professor Sen-itiroh Hakomori (1929–2020): A memorialphoto taken at The Institute of Molecular Biomembrane
and Glycobiology (IMBG), Tohoku Medical and Pharmaceutical University (TMPU)

REFERENCES
1. Hakomori, S., Ishimoda, T., Kawauchi, H., and Sakakibara, F. (1961) Isolation, characterization of an abnormal

144

46

Fond Memories of Professor Sen-itiroh Hakomori

γ -glycoprotein from urine of patients with cancer. J.
Biochem. 49, 307–316
2. Hakomori, S. (1964) A rapid permethylation of glycolipid
and polysaccharide as catalyzed by methylsulfinylcarbanion
in dimethyl sulfoxide. J. Biochem. 55, 205–208
3. Hakomori, S. (1980) This week’s citation classic. Curr. Contents 23, 57
4. Hakomori, S., and Murakami, W.T. (1968) Glycolipids ofhamster fibroblasts and derived malignant-transformed celllines. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 59, 254–261
5. Hakomori, S., Teather, C., and Andrews, H. (1968) Organizational difference of cell surface “hematoside” in normal andvirally transformed cells. Biochem. Biophys. Res. Comm. 33,
563–568
6. Gahmberg, C.G., and Hakomori, S. (1975) Surface carbohydrates of hamster fibroblasts. I. Chemical characterization of surface-labeled glycosphingolipids and a specificceramide tetrasaccharide for transformants. J. Biol. Chem.
250, 2438–2446
7. Gahmberg, C.G., and Hakomori, S. (1973) Altered growth
behavior of malignant cells associated with changes inexternally labeled glycoprotein and glycolipid. Proc. Natl.
Acad. Sci. U. S. A. 70, 3329–3333
8. Fukushi, Y., Hakomori, S., Nudelman, E., and Cochran, N.
(1984) Novel fucolipids accumulating in human adenocarcinoma: II. Selective isolation of hybridoma antibodies thatdifferentially recognize mono-, di-, and trifucosylated type 2
chain. J. Biol. Chem. 259, 4681–4685
9. Yamamoto, F., Clausen, H., White, T., Marken, J., and Hakomori, S. (1990) Molecular genetic basis of the histo-bloodgroup ABO system. Nature 345, 229–233
10. Sakakibara, F., Kawauchi, H., Takayanagi, G., and Ise, H.
(1979) Egg lectin of Rana japonica and its receptor glycoprotein of Ehrlich tumor cells. Cancer Res. 39, 1347–1352
11. Kamiya, Y., Oyama, F., Oyama, R., Sakakibara, F., Nitta, K.,
and Kawauchi, H. (1990) Amino acid sequence of a lectinfrom Japanese frog (Rana catesbeiana) eggs. J. Biochem.
108, 139–143
12. Nitta, K., Ozaki, K., Ishikawa, M., Furusawa, S., Hosono,M., Kawauchi, H., Sasaki, K., Takayanagi, Y., Tsuiki, S.,
and Hakomori, S. (1994) Inhibition of cell proliferation by

Rana catesbeiana and Rana japonica lectins belonging to theribonuclease superfamily. Cancer Res. 54, 920–927
13. Tatsuta, T., Hosono, M., Takahashi, K., Omoto, T., Kariya,
Y., Sugawara, S., Hakomori, S., and Nitta, K. (2014) Sialic
acid-binding lectin (leczyme) induces apoptosis to malignant
mesothelioma and exerts synergistic antitumor effects with
TRAIL. Int. J. Oncol. 44, 377–384
14. Phillips, M.L., Nudelman, E., Gaeta, F.C.A., Perez, M., Singhal, A.K., Hakomori, S., and Paulson, J.C. (1990) ELAM1 mediates cell adhesion by recognition of a carbohydrate
ligand, sialyl-Lex. Science 250, 1130–1132
15. Yoon, S., Nakayama, K., Hikita, T., Handa, K., and Hakomori, S. (2006) Epidermal growth factor receptor tyrosine
kinase is modulated by GM3 interaction with N-linked GlcNAc termini of the receptor. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
103, 18987–18991
16. Eggens, I., Fenderson, B., Toyokuni, T., Dean, B., Stroud, M.,
and Hakomori, S. (1989) Specific interaction between Lex
and Lex determinants: a possible basis for cell recognition inpreimplantation embryos and in embryonal carcinoma cells.
J. Biol. Chem. 264, 9476–9484
17. Hakomori, S., and Igarashi, Y. (1995) Functional role of glycosphingolipids in cell recognition and signaling. J. Biochem.
(Tokyo) 118, 1091–1103
18. Kojima, N., and Hakomori, S. (1991) Synergistic effectof two cell recognition systems: glycosphingolipid–
glycosphingolipid interaction and integrin receptor
interaction with pericellular matrix protein. Glycobiology 1,
623–630
19. Hakomori, S. (2002) The glycosynapse. Proc. Natl. Acad.
Sci. U. S. A. 99, 225–232
20. Kabayama, K., Sato, T., Saito, K., Loberto, N., Prinetti, A.,
Sonnino, S., Kinjo, M., Igarashi, Y., and Inokuchi, J.I. (2007)
Dissociation of the insulin receptor and caveolin-1 complex
by ganglioside GM3 in the state of insulin resistance. Proc.
Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104, 13678–13683
21. Nagafuku, M., Okuyama, K., Onimaru, Y., Suzuki, A.,
Odagiri, Y., Yamashita, T., Iwasaki, K., Fujiwara, M.,
Takayanagi, M., Ohno, I., and Inokuchi, J. (2012) CD4 and
CD8 T cells require different membrane gangliosides for
activation. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 109, E336–E342

145

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

＜細胞制御学＞
教授

顧 建国

准教授 福田 友彦
准教授 伊左治 知弥
がん薬剤耐性における糖鎖発現とその意義に関して
糖鎖修飾は、タンパク質の翻訳後修飾の中で最も多く、哺乳動物細胞において普遍的かつ重要なプロセスである。糖鎖の変化は癌や糖尿病を含む多くの疾患の特徴でもある。しかし、糖鎖の生合成に関わる分子機序は必ずしも明らかになっていない。異常な糖鎖変化は、
がん幹細胞の性質と化学療法抵抗性に関連することが明らかになりつつある。私達は、主にがん細胞の増殖・転移・浸潤に深く関係する N-型糖鎖の生合成に関わる重要な糖転移酵
N-acetylglucosaminyltransferase III (GnT-III)と fucosyltransferase 8 (Fut8)に注目し、がん幹細胞の性質や薬物耐性に与える影響、およびその作用機序について研究している。例えば、膵がん細胞では Fut8 を欠失させると、がん幹細胞マーカーである CD133, CXCR4, cMet, EpCAM などの発現減少、スフェロイドの形成抑制、さらに膵がんの治療薬であるゲム
シタビンに対する応答性の向上が観察された（Liang, C., et al., BBA, 1865, 2021）。

最近、私達はヒト慢性骨髄性白血病 K562 細胞において、アドリアマイシンの薬剤耐性株（K562/ADR）を樹立し、K562 細胞の N-型糖鎖を調べた。その結果、薬剤耐性株では GnTIII の発現やその産物である bisecting GlcNAc を持つ N-型糖鎖の発現が著しく抑制された（1）。面白いことに、その薬剤耐性細胞に GnT-III を過剰発現すると、薬剤耐性が解除され、薬剤排出能を司る P 糖タンパク質(P-gp)の発現が抑制される。
一方、P-gp の発現を制御する NF-κB シグナルは、K562/ADR 細胞では大幅に活性化していた。 この活性化は、K562/ADR 細胞に GnT-III の過剰発現によって十分に抑制された。腫瘍壊死因子α(TNFα)は、細胞表面上に発現する２つの糖タ
ンパク質受容体である TNF 受容
体 1 (TNFR1)および TNF 受容体
2 (TNFR2)に結合し、NF-κB シ
グナル伝達経路を活性化する。興味深いことに、GnT-III は３箇所のN-型糖鎖付加部位を持つ TNFR1
ではなく、２箇所の N-型糖鎖付加部位を持つ TNFR2 のみを修飾

57

することが明らかになった。 さらに上図に示すように、K562/ADR 細胞では TNFR2 上に
GnT-III の産物である bisecting GlcNAc が欠如すると、リガンド刺激がなくでも自動に三量体化を 形成し 、そ の下流の NF-κB シグ ナ ルや P-gp の 発現 が強 く誘 導 され る。 逆 に
K562/ADR 細胞に GnT-III を過剰発現すると、NF-κB シグナルや P-gp の発現が抑制される。これらの結果は、TNFR2-NF/κB シグナル伝達経路によって調節される P-gp 発現の抑制を介して、GnT-III ががん化学療法抵抗性を負に制御することを明確に示し、がん治療法の開発において糖転移酵素が標的分子になりうると示唆している。 また、上皮がんの化
学療法耐性細胞に関しても GnT-III の発現とその意義を解析している。更には、K562 の分化においても GnT-III などの発現変動とその意義を検討している。
本教室では、N-型糖鎖のみならず、下図に示すように細胞質の O-GlcNAc 修飾や細胞表面に生合成されるヒアルロン酸にも注目して解析を行っている。UDP-GlcNAc がこれらの糖鎖の生合成において共通の糖鎖のドナー基質として使われる。O-GlcNAc 修飾は OGlcNAc 転移酵素(OGT)によってSer/Thr 残基に単一の GlcNAc 残
基が UDP-GlcNAc から転移することで生合成される可逆的な修飾である。一方、N-型糖鎖は小胞体にてマンノースがトリミングされた後、ゴルジ装置において種々の糖転移酵素によって生合成される複雑な修飾である。このように、性質の全く異なる糖鎖修飾であるが、糖鎖生合成においてお互いに影響しあう可能性がある。私達は、OGT のノックダウン細胞（OGT-KD）を用いて N-型糖鎖構造を解析した。その結果、GlcNAc 転移酵素 IV（GnTIV）によって触媒される β1,4-GlcNAc 分岐型が特異的に低下することが明らかになった(Song, W., et al. FASEB J., 36: e22149, 2022) 。さらに UDP-GlcNAc 輸送体である SLC35A3を介した OGT-SLC35A3-GnT-IV の相互作用により N-型糖鎖の生合成と機能が特異的に制御されることが示されている。現在、シアル酸とフコースの輸送体である SLC35A1 とSLC35C1 に焦点を当て、輸送体の機能と糖鎖修飾との関連にも着目して検討を行っている。
一方、最近、O-GlcNAc は、N-型分岐型糖鎖のみならず、ヒアルロン酸にも影響を与えることを明らかにしつつある。様々ながん細胞株を用いて OGT-KD (遺伝子抑制）細胞と HAS2 遺伝子欠損（HAS2-KO）細胞株を樹立し、O-GlcNAc 修飾とヒアルロン酸の生合成に与える影響を検討している。その結果、 O-GlcNAc の合成を低下させた OGT-KD 細胞ではヒアルロン酸の合成量が有意に増加していた。逆に、ヒアルロン酸の合成を抑制した HAS2-KO 細胞に58

おいて O-GlcNAc 修飾は減少していた。詳細な分子機序に関しては現在検討している。
シ ア リ ル 化 は 、 が ん 幹 細 胞 の 性 質 や 上 皮 間 葉 転 換 （ EMT: Epithelial Mesenchymal
Transition）などと深く関わっている。最近、私達は、integrin-FAK-PI4K IIα-GOLPH3-シアル酸転移酵素という経路を介して新たなシアリル化制御機構を明らかにしている。また、Fut8によるコアフコシル化は、腸内細菌フローラや潰瘍性大腸炎(4)、筋発生および筋分化(5)にも関わることも明らかにしている。
＜論文発表＞
1. Expression of GnT-III decreases chemoresistance via negatively regulating Pglycoprotein expression: Involvement of the TNFR2-NF-κB signaling pathway. Song,W., Liang, C., Yuhan Sun, Y., Morii, S., Yomogida, S., Isaji, T., Fukuda, T., Hang, Q.,
Hara, A., Nakano, M., Gu. J. J. Biol. Chem. 299: 103051-103051, 2023
2. TM4SF1 promotes esophageal squamous cell carcinoma metastasis by interacting withintegrin α6. Hou, S., Hao, X., Li, J., Weng, S., Wang, J., Zhao, T., Li, W., Hu, X., Deng,
B., Gu, J*. and Hang, Q*. Cell Death Dis., 13: 609, 2022
3. Inhibition of fucosylation by 2-fluorofucose attenuated acetaminophen-induced liver
injury via its anti-inflammation and anti-oxidative stress effects. Liu,Z., Tu,M., Shi,J.,
Zhou,H., Meng,G., Gu, J*. and Wang, Y*. Front. Pharmacol.,13: 939317, 2022
4. The ulcerative colitis associated gene FUT8 regulates the quantity and quality ofsecreted mucins. Cantero-Recasens, G., Burballa, C., Ohkawa, Y., Fukuda, T., Harada, Y.,
Curwin, AJ., Brouwers, N., Thun, GA., Gu, J., Gut, I., Taniguchi, N., Malhotra, V. Proc.
Natl. Acad. Sci. 119(43) e2205277119, 2022
5. α-1,6-Fucosyltransferase is Essential for Myogenesis in Zebrafish. Hayashiji, N.,
Kawahara, G., Xu, X., Fukuda, T., Kerever, A., Gu, J., Hayashi, YK., Arikawa-Hirasawa,
E. Cells 12:144-144, 2022
6. Significance of FUT8 in Pancreatic Cancers and Others. Liang, C., Wanli Song, W. andGu, J. Glycosignals in Cancer: Molecular assembly and recognition, Springer Nature,106-124, 2022
7. Importance of N-glycosylation of Integrins in Various Cellular Functions. Isaji, T. andGu, J. Trends in Glycoscience and Glycotechnology, 34(201): 91-95, 2022
8. N-結合型糖鎖による細胞接着と上皮間葉転換(EMT)の制御. 顧 建国, 医学のあゆみ「腫瘍と糖鎖」,医歯薬出版, 281, 876-880, 2022.

＜学会発表＞59

・A novel regulatory mechanism for sialylation via the integrin-FAK-PI4K-GOLPH3-ST axis.
Yuhan Sun, Tomoya Isaji, Tomohiko Fukuda and Jianguo Gu. Sialoglyco2022, 5th-8th Sep.
2022, Nagoya, p108
・N 型糖鎖によるがん幹細胞の性質や薬物耐性の調節
顧 建国第 41 回日本糖質学会, 大阪, 2022 年 9 月, 演題番号 OR3-8A
・インテグリン-FAK-PI4K 軸を介した N-型糖鎖のシアリル化制御
伊左治 知弥、孫 鈺涵、福田 友彦、顧 建国
第 41 回日本糖質学会, 大阪, 2022 年 10 月, 演題番号 OR7-3B
・UDP-GlcNAc を共通ドナー基質とする O-GlcNAc、ヒアルロン酸と N 型糖鎖間の相互作用に関して
小野 拓朗, 黒田 喜幸, 伊左治 知弥, 福田 友彦, 顧 建国
第 16 回 東北糖鎖研究会, 福島, 2022 年 10 月, 演題番号 P-3・糖ヌクレオチド輸送体（SLC35 ファミリー）を介した O-GlcNAc 修飾と N-型糖鎖生合成の関連性について関川 諒, 宋万里, 伊左治 知弥, 福田 友彦, 顧 建国
第 16 回 東北糖鎖研究会, 福島, 2022 年 10 月, 演題番号 P-4
・OGT は OGT/SLC35A3/GnT-IV 軸を介して β1,4-GlcNAc 分岐型 N 型糖鎖の生合成を制御する
宋 万里, 伊左治 知弥, 中の 三弥子 a, 福田 友彦, 顧 建国広島大学 a
第 16 回 東北糖鎖研究会, 福島, 2022 年 10 月, 演題番号 A-3
・A novel molecular mechanism for sialylation regulated through the integrin-FAK-PI4KGOLPH3-sialytransferase axis
Yuhan Sun, Tomoya Isaji, Tomohiko Fukuda and Jianguo Gu. The 29th FAOBMB & 2022
CSBMB, Web, Oct. 2022, China
・接着斑キナーゼは PI4KIIα-PI4P 経路を介してシアリル化 N-型糖鎖を制御する

60

伊左治 知弥、孫 鈺涵、福田 友彦、顧 建国
第 95 回日本生化学会, 名古屋, 2022 年 11 月, 1P-030
Alteration in N‐glycans in cancer drug resistance and its significance.
顧 建国
第２回 東北医科薬科大学・台湾アカデミアシニカ合同シンポジウム, 仙台, 2023 年 3 月, p 3
A novel regulation system for efficient sialylation in N-glycans.
伊左治 知弥
第２回 東北医科薬科大学・台湾アカデミアシニカ合同シンポジウム, 仙台, 2023 年 3 月, p 17

がん薬剤耐性における N 型糖鎖の変化とその意義
宋 万里、梁 彩霞、孫 鈺涵、森井 彩 a、蓬田 伸 b、伊左治 知弥、福田 友彦、原 明義 b、中の 三弥子 a, 顧 建国広島大学 a；東北医薬大・薬物治療 b
日本薬学会第１４３年会, 北海道, 2023 年 3 月, 28F2-am09

61

62

63

64

65

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

88

＜糖鎖構造生物学＞
教授 山口 芳樹
講師 真鍋 法義
助手 大野 詩歩糖鎖のコンフォメーションと相互作用の解析による糖鎖機能解明
生体分子としての糖鎖の機能を明らかにするためには，糖鎖の立体構造・ダイナミクスの特徴を理解し，レクチンや抗糖鎖抗体など糖鎖結合分子との相互作用の構造基盤を解明することが重要であるとの立場から研究を進めている．構造解析の手法の一つである溶液 NMR 法
は、糖鎖のコンフォメーションやダイナミクス・相互作用を原子レベルで解析するための理想的な方法であり、我々は実際的に活用している。ルーチンの NMR 測定だけでなく、糖鎖の解析に特化した新しい NMR 測定法の検討も進めている。NMR データを補完するためにも、分子動力学計算や量子化学計算などの計算化学も進めている。本年度は、抗体と MUC1 糖ペプ
チド、マトリグリカンとラミニンの相互作用解析、イオンモビリティー法による糖鎖の衝突断面積の解析等を行った。
I. MUC1 糖ペプチドと抗 MUC1 抗体 MY.1E12 の相互作用解析
MUC1 は、消化管や気道などの粘膜を構成する主要な糖タンパク質である。MUC1 は細胞外領域に 20 アミノ酸のリピート配列を持ち、O-結合型糖鎖で密に覆われている。しかし、細胞が腫瘍化すると MUC1 の発現量が増加し、糖転移酵素の発現量に変化等により、糖鎖が短鎖化する。この短鎖化した O-結合型糖鎖をエピトープとして特異的に認識する抗体の一例として、MUC1 上の Neu5Acα2-3Galβ1-3GalNAc(sT 抗原)を特異的に認識する MY.1E12 が報告されている。MY.1E12 はキャリアタンパク質依存的かつ糖鎖構造依存的に MUC1 と結合することが明らかにされている。しかしながら、MY.1E12 と MUC１との相互作用の構造基盤は依然として不明である。本研究は NMR 法と計算化学的手法を組み合わせることで、MUC1 に由来する糖ペプチドと MY.1E12 の相互作用様式を明らかにすることを目的とした。
NMR 法を用いた解析を行う上で MUC1 の 27 残基(APPAHGVT*SAPDTRPAPGST)、20残基(APPAHGVT*SAPDTRPAPGST)、および 9 残基(AHGVT*SAPD)のペプチドに sT 抗原が付加した 3 種類の糖ペプチドを化学酵素合成法により調製した(*は糖鎖修飾部位)。得られた MUC1 糖ペプチドと MY.1E12 を用いて¹H-NMR による滴定実験を行い、エピトープ領域を推定した。その結果、糖鎖修飾部分だけでなく、糖鎖を構成する GalNAc、Neu5Ac 残基もエピトープに含まれることが示唆された。
さらに、MUC1 糖ペプチド、ペプチド、および糖鎖に対して分子動力学（MD）計算を行った

89

結果、糖鎖修飾は糖鎖結合部位付近およびその N 末端側のペプチド主鎖二面角を制限する
方向に働いていた。
MUC-1 -MY.1E12 立体構造モデルを得るため、MY.1E12 の Fv 領域の立体構造モデルを、ホ
モロジーモデリングにより構築し、ZDOCK によるドッキングシミュレーションを行った。ドッキン
グシミュレーションは NMR 解析および MD 計算の結果を踏まえて行った。得られたドッキング
ポーズに対し、溶媒アクセシビリティ （ASA）を算出し，抗体とリガンドの結合部位を同定したところ、MY.1E12 は MUC1 の糖鎖との相互作用には CDR H1、H2、H3 が関与し、ペプチドとの相互作用には CDR L1、L2、L3、H3 が関与していた(図 1)。パラトープ解析の結果は、MUC1ペプチドの N 末端領域（A1-S6）は VH ドメインと、NeuAc は VL ドメインによって相互作用している傾向があった。この NeuAc-VL 相互作用は、シアル酸が MY.1E12 との結合に必須であるという以前の報告と一致している。さらに MY.1E12 の電荷マップと MUC1 糖鎖の負に帯電した NeuAc との関係を解析したところ、NeuAc は L1 ループの正に帯電したリジン残基の近くに位置していた。
本研究において、MUC1 と MY.1E12 との O-結合型糖鎖依存的な相互作用の構造基盤を理解するため、いくつかの実験を行った。その結果、NMR 滴定によりエピトープが O-結合型
糖鎖とその近傍のアミノ酸残基に位置することがわかった。MD 計算は、O-結合型糖鎖がその周辺のコンフォメーションの柔軟性を制限していることを示唆した。ドッキングシミュレーション
では、MUC1 の糖鎖とペプチドの両方が MY.1E12 との結合に関与していることが示され、特に糖鎖は H chain, ペ
プチドは L chain と相互作用していることが示された。
このような認識様式の解明は、新規の糖ペプチド特異的抗体の開発に役立つと考図 1. MUC1-MY.1E12 複合体。ドッキングシミュレーションにより得られた 10 個の MUC1-MY.1E12 複合体と模式図。(VH: 緑, VL: 水色, 糖鎖: 黄色, ペプチド: オレンジ)えられる。
II. αXyl-βGlcA の繰り返し構造とラミニンの相互作用解析
α-ジストログリカンは、特徴的な O-マンノース型糖鎖構造を有しており、その欠損が先天性筋ジストロフィーの原因となる。その糖鎖は αXyl-βGlcA を単位とする繰り返し構造を有し、ラミニンと直接相互作用することで細胞骨格と基底膜を結び、筋組織を安定化させている。この繰り返し構造には、α 結合が含まれている点で他のグリコサミノグリカンとは結合様式が異なり、その結合活性は、13 リピート以上で上昇するとされる。また、ラッサウイルスのスパイクタンパク質90

は、3 量体で Xyl-GlcA 繰り返し構造を認識する。以上のことから、Xyl-GlcA 繰り返し構造の立体構造や相互作用の詳細を調べることは意義があると考えた。本研究は、αXyl-βGlcA 繰り返し構造の立体構造とラミニンとの相互作用様式を明らかにすることを目的とした。
分子動力学計算を用いて Xyl-GlcA 繰り返し 6 糖構造の動的なコンフォメーション解析を行った。そして、得られた安定な二面角を用いて、繰り返し 12 糖構造のコンフォメーション予測を行った。4 糖および 6 糖からなる αXyl-βGlcA 繰り返し構造は、化学合成により得た。また、ラミ
ニンの糖鎖結合ドメインは該当遺伝子を哺乳細胞 Expi293F に導入し、培養上清からヘパリン
カラムを用いて精製した。はじめに、4 糖および 6 糖の 1H-13C HSQC や 1H-13C HSQC-TOCSYなどの測定により、その NMR シグナルの帰属を行った。その帰属を利用して、αXyl-βGlcA 繰り返し構造とラミニンを混合した試料の STD-NMR 測定を行った。さらに、バイオレイヤー干渉法により、結合の解離定数を算出した。
分子動力学計算により、Xyl-GlcA 繰り返し 6 糖構造のグリコシド結合周りの 2 面角は収束しており、結晶構造中の 2 面角を含んでいた。また、構造の自由度が低いことから 12 糖の繰り返し構造の予測を行うことができ、細長いヘリックス構造を形成していると示唆された。NMR の測定では、4 糖から 6 糖への繰り返し構造の伸長にともなって、シグナルが混み合うものの、帰属を行うことが可能であった。STD-NMR の測定により、ラミニンとの結合界面に存在している
αXyl-βGlcA 繰り返し構造の部位を同定した。この結果は、既報の X 線結晶構造解析と矛盾が無く、Xyl の 5 位メチレンプロトンが相互作用領域に含まれていた。また、バイオレイヤー干渉法により解離定数は、0.075 µM と算出され、EDTA 存在下では、この結合は著しく減弱した（解離定数 = 2.1 µM）（図 2）。これらの結果も、その解離定数が 0.23 µM と報告している既報の結果と概ね一致した。また、4 糖から 6 糖への伸長に伴い、STD-NMR の S/N 比が 4 糖構
造の場合よりも増加していることから、αXyl-βGlcA リピートの鎖長依存的な相互作用が観察された。
+CaCl2波長シフト(nm)

2.5
2

2

1.5

1.5

1

Kd= 0.075 μM

1

0.5

0.5

0

0

-0.5

-0.5
200

400

+EDTA

2.5

600

800

1000

Kd= 2.1 μM

200

400

時間(s)

図2

600

時間(s)

BLI 法による解離定数の算出

91

800

1000

Ⅲ. イオンモビリティー質量分析法による N-結合型糖鎖の異性体識別
糖鎖の構造解析は、バイオ医薬品を含む糖鎖や糖鎖複合体の機能解明において重要な役割を担っている。現在、糖鎖構造の解析には、質量分析計（Mass spectrometry: MS）が、その高い感度と質量分解能から、糖鎖構造の解析に大きな役割を担っている。しかし、MS を利用した糖鎖構造解析には、糖鎖構造の不均一性と異性体の複雑性に起因する課題が存在する 。 糖 鎖 異 性 体 は 、 そ の 結 合 様 式 （ α/β ） 、 結 合 部 位 （ 1-2/1-3/1-4/1-6 な ど ） 、 構 成 糖（Glc/Gal/Man、GlcNAc/GalNAc など）の違いにより生じる。現在、糖鎖異性体の分離は、液体
クロマトグラフィー（Liquid chromatography: LC）を中心にして行われている。また近年、イオン
モビリティースペクトロメトリー（Ion mobility spectrometry: IMS）が、糖鎖異性体を分離するための補完手段として利用されている。IMS は、イオン化された試料がその衝突断面積（collisioncross section: CCS）、電荷数（z）および質量の違いによって、装置内の移動速度が異なることを利用して試料を分離する技術である。我々は以前、超高速液体クロマトグラフィー接続イオンモビリティー質量分析法（UPLC/IM-MS）により、N-結合型糖鎖の構造を迅速かつ正確に同定する方法を提案した。この方法を実証するために、我々は異性体ペアを含む 71 種類のピリ
ジルアミノ（PA-）化 N-結合型糖鎖について、UPLC/IM-MS を用いて分離・同定を行った。
収集したデータは、それぞれの PA 化 N-結合型糖鎖について IMS でのドリフトタイム（tD）、
UPLC における保持時間、および MS における m/z である。保持時間は、PA 化デキストラ
ンラダーを標準試料としてグルコース単位で規格化した。また CCS は、ドリフトチューブの移動時間（ドリフトタイム、tD）から算出でき、糖鎖の立体構造と相関がある。そのため、すでに報告されているデキストランラダーの CCS および IMS における tD から、各糖鎖のCCS を算出した。さらに、各 PA 化糖鎖の CCS 値を評価するために、CCS インデックスを導入した。CCS インデックスは、標準曲線から推定された同じ m/z の PA 化デキストランラダーのCCS に対する PA 化糖鎖の CCS の比として定義した。
本研究で測定した PA 化デキストランラダーの tD から算出した CCS の値は、非修飾デキスト
ランラダーの文献値とほぼ同じ値を示した。このことから、算出した各 PA 化 N-結合型糖鎖のCCS を用いた議論が可能であると判断した。次に、UPLC/IM-MS 測定により、各 PA 化 N-結合型糖鎖の CCS と LC における保持時間および m/z のデータを取得した。また、各 PA 化 N結合型糖鎖の m/z に対して CCS 値をプロットすると、概ね各点は直線上に並びつつも、直線から外れた点も多数存在した。各試料の CCS インデックスは，ほとんどの場合において 1 より大きい値を示した。IMS の利用により、LC や MS のみでは分離が困難であった糖鎖の異性体を分離することが可能となった。
糖鎖構造を迅速かつ正確に同定するためには、糖鎖関連情報を統合したデータベースが必要である。これらのことから、我々は、m/z、CCS インデックス、正規化保持時間（GU）のデー
タベースに基づいて、N-結合型糖鎖の実用的な構造解析を行う戦略の提案を行った。（図 3）92図 3 データベースの作成と糖鎖構造同定の概念図＜論文発表＞High Correlation among Brain-Derived Major Protein Levels in Cerebrospinal Fluid:
Implication for Amyloid-Beta and Tau Protein Changes in Alzheimer’s Disease. Hoshi K,
Kanno M, Abe M, Murakami T, Ugawa Y, Goto A, Honda T, Saito T, Saido T, Yamaguchi Y,
Miyajima M, Furukawa K, Arai H, Hashimoto Y. Metabolites, 12(4) :355. doi:
10.3390/metabo12040355. 2022
Chemical and Chemo-Enzymatic Syntheses of Glycans Containing Ribitol Phosphate
Scaffolding of Matriglycan. Tamura J, Tamura T, Hoshino S, Imae R, Kato R, Yokono M, Nagase
M, Ohno S, Manabe N, Yamaguchi Y, Manya H, Endo T. ACS Chem. Biol., 17(6) :1513-1523.
doi: 10.1021/acschembio.2c00181. 2022
O-Glycan-Dependent Interaction between MUC1 Glycopeptide and MY.1E12 Antibody by
NMR, Molecular Dynamics and Docking Simulations. Kokubu R, Ohno S, Kuratani H,
Takahashi Y, Manabe N, Shimizu H, Chiba Y, Denda-Nagai K, Tsuiji M, Irimura T, Yamaguchi Y

Int. J. Mol. Sci., 23(14) :7855. doi: 10.3390/ijms23147855. 2022
Discovery ofa lectin domain that regulates enzyme activity in mouse N-

acetylglucosaminyltransferase-IVa (MGAT4A). Nagae M, Hirata T, Tateno H, Mishra S,
Manabe N, Osada N, Tokoro Y, Yamaguchi Y, Doerksen R, Shimizu T, Kizuka Y. Commun.

Biol., 5(1). doi: 10.1038/s42003-022-03661-w. 2022

93

Functional validation of novel variants in B4GALNT1 associated with early‐onset complex
hereditary spastic paraplegia with impaired ganglioside synthesis. Alecu J, Ohmi Y, Bhuiyan
R, Inamori K, Nitta T, Saffari A, Jumo H, Ziegler M, de Gusmao C, Sharma N, Ohno S, Manabe
N, Yamaguchi Y, Kambe M, Furukawa K, Sahin M, Inokuchi J, Furakawa K, Ebrahimi‐Fakhari
D. Am. J. Med. Genet. A., 188(9) :2590. doi: 10.1002/ajmg.a.62880. 2022
A Data Set of Ion Mobility Collision Cross Sections and Liquid Chromatography Retention
Times from 71 Pyridylaminated N-Linked Oligosaccharides. Manabe N, Ohno S, Matsumoto
K, Kawase T, Hirose K, Masuda K, Yamaguchi Y. J. Am. Soc. Mass Spectrom., 33(9): 1772.
doi: 10.1021/jasms.2c00165. 2022
Analysis of Selenoprotein F Binding to UDP‐Glucose:Glycoprotein Glucosyltransferase(UGGT) by a Photoreactive Crosslinker. Higashi S, Imamura Y, Kikuma T, Matoba T, Orita S,
Yamaguchi Y, Ito Y, Takeda Y. ChemBioChem, 24(5). doi: 10.1002/cbic.202200444. 2022
Synthesis of the matriglycan hexasaccharide, -3Xylα1-3GlcAβ1-trimer and its interaction
with laminin. Tamura T, Omura Y, Kotera K, Ito R, Ohno S, Manabe N, Yamaguchi Y, Tamura J.
Org. Biomol. Chem., 20(43): 8489-8500. doi: 10.1039/D2OB01388F. 2022
Characterization of novel antibodies that recognize sialylated keratan sulfate and lacto-Nfucopentaose I on human induced pluripotent cells: comparison with existing antibodies.
Nakao H, Yamaguchi T, Kawabata K, Higashi K, Nonaka M, Tuiji M, Nagai Y, Toyoda H,
Yamaguchi

Y,

KawasakiN,

KawasakiT.

Glycobiology,33(2):150-164.

doi: 10.1093/glycob/cwac074. 2022
Structural Analysis of Oligosaccharides and Glycoconjugates Using NMR. Yamaguchi Y,
Yamaguchi T, Kato K. Advances in Neurobiology, 29:163-184. doi: 10.1007/978-3-031-123900_6. 2023
NMR Analysis of Mammalian Glycolipids. Yamaguchi Y. in Glycolipids. doi: 10.1007/978-10716-2910-9_14. 2023
Core Fucosylation Is Required for the Secretion of and the Enzymatic Activity of SOD3 in
Nonsmall-Cell Lung Cancer Cells. Ohkawa Y, Kitano M, Maeda K, Nakano M, Kanto N,
Kizuka Y, Seike M, Azuma A, Yamaguchi Y, Ookawara T, Miyoshi E, Taniguchi N. Antioxid

94

Redox Signal., Mar 6. doi: 10.1089/ars.2022.0010. 2023
Brain-Derived Major Glycoproteins Are Possible Biomarkers for Altered Metabolism of
Cerebrospinal Fluid in Neurological Diseases. Hoshi K, Kanno M, Goto A, Ugawa Y, Furukawa
K, Arai H, Miyajima M, Takahashi K, Hattori K, Kan K, Saito T, Yamaguchi Y, Mitsufuji T, Araki
N, Hashimoto Y. Int. J. Mol. Sci. Mar 23;24(7):6084. doi: 10.3390/ijms24076084 2023
＜学会発表と講演＞
Isotope labeling of glycoproteins aiming to understand the role of glycosylation by NMR
Yoshiki Yamaguchi
GlycoNMR Summit，online，May 2022
Analysis of conformation and interaction of αXyl-βGlcA repeating unit
Yoshiki Yamaguchi，Noriyoshi Manabe，Shiho Ohno，Ryota Ito，Takahiro Tamura，Hiroshi Manya，Tamao Endo，and Jun-ichi Tamura
30 th International Carbohydrate Symposium，Brazil on line，July 2022
Chemical and chemo-enzymatic syntheses of glycans containing ribitol phosphate
scaffolding of matriglycan
Jun-ichi Tamura, Takahiro Tamura, Shunsuke Hoshino, Rieko Imae, Mao Nagase, Shiho Ohno,
Noriyoshi Manabe, Yoshiki Yamaguchi, Hiroshi Manya, and Tamao Endo
30 th International Carbohydrate Symposium，Brazil on line，July 2022
ミスセンス変異によるタンパク質不安定化の予測
山口 芳樹，真鍋法義，大野 詩歩
AMED 難治性疾患実用化研究事業「糖鎖異常関連疾患のワンストップ検査体制の構築と簡易診断法の開発」2022 年度成果報告会，東京，2022 年 8 月
新規アルツハイマー病マーカー: 神経細胞由来の高マンノース糖鎖含有トランスフェリン
橋本 康, 菅野 真由, 星 京香, 山口 芳樹, 齊藤 貴志, 赤津 裕康,小川 倫弘, 橋詰 良
夫
第 41 回日本糖質学会年会，大阪，2022 年 9 月，OR1-1A
Dectin-1 レクチンドメインとパラミロンを含む不溶性 β グルカンとの結合試験法の確立
千葉 花子, 真鍋 法義, 内藤 淳子, 西田 典永, 髙橋 円, 大野 尚仁, 山口 芳樹
第 41 回日本糖質学会年会，大阪，2022 年 9 月，P-115

95

抗未分化 iPS 細胞抗体 R-13E と lacto-N-fucopentaose I の相互作用解析
大野 詩歩，大内 陽翔，齋藤 祐希，真鍋 法義，湯浅 徳行，松崎 祐二，築地 信，川嵜 敏
祐，山口 芳樹
第 41 回日本糖質学会年会，大阪，2022 年 9 月，P-149
αXyl-βGlcA の繰り返し構造とラミニンの相互作用解析
真鍋 法義, 伊藤 良汰, 大野 詩歩 , 田村 敬裕, 田村 純一, 萬谷 博, 遠藤 玉夫, 山口芳樹
第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，O-5
分子動力学計算によるリビトールおよび関連糖アルコールの動的構造解析
大野 詩歩，永瀬 真央，真鍋 法義，山口 芳樹
第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，O-6
高マンノース糖鎖を持つトランスフェリンは神経細胞に由来しアルツハイマー病の髄液マーカーとなる
橋本 康弘, 星 京香, 菅野 真由美, 山口 芳樹
第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，O-8
NMR データを組み込んだドッキングシミュレーションによる R-13E 抗体-糖鎖リガンド複合体のモデル構築大内 陽翔，大野 詩歩，齋藤 祐希，真鍋 法義，湯浅 徳行，松崎 祐二，築地 信，川嵜 敏
祐，山口 芳樹
第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，P-5
非古典的な糖鎖修飾が APP の細胞内輸送と Aβ の産生を決定する
飯島 順子, 立田 由里子, 高橋 一人, 鈴木 英明, 木塚 康彦, 山口芳樹, 田中 克典, 中ノ 三弥子, 高倉 大輔, 川崎 ナナ, 齊藤 祐子, 萬谷 博, 遠藤 玉夫, 北爪 しのぶ
第 16 回東北糖鎖研究会，福島，2022 年 10 月，P-10
NMR データを組み入れた抗糖鎖抗体のドッキングシミュレーション
大野 詩歩，大内 陽翔，齋藤 祐希，真鍋 法義，湯浅 徳行，松崎 祐二，築地 信，川嵜 敏
祐，山口 芳樹
第 50 回構造活性相関シンポジウム，オンライン，2022 年 11 月，KO-0796糖鎖の不均一性（多様性）とその生物学的意義を求めて山口 芳樹
創価大学糖鎖生命システム融合研究所コロキウム，東京，2022 年 11 月
糖鎖の機能解明のための構造生物学‐現状と展望
山口 芳樹
第 19 回日本糖鎖科学コンソーシアムシンポジウム，岐阜，2022 年 11 月
遠隔操作による生体分子の NMR 計測の実際
山口 芳樹
NMR プラットフォームシンポジウム 2022，東京，2022 年 11 月
β グルカンの 3 重らせん構造と受容体との相互作用
山口 芳樹
パラミロン研究会第 4 回学術集会，東京，2022 年 11 月
X 連鎖性劣性末節骨短縮型点状軟骨異形成症の予測と診断：コンピューター解析と新規ミスセンス変異の同定
青木 英莉子，真鍋 法義，大野 詩歩，青木 大芽，古川 潤一，栂谷内 晶，木下聖子，井ノ口 仁一，黒澤 健司，要 匡，山口 芳樹，西原 祥子
第 45 回日本分子生物学会年会，東京，2022 年 12 月，3PW-05-2
Genes to diagnosis and therapy in glycogenomics disorders：糖鎖関連ヒト希少疾患 GDP-フ
コース輸送体欠損症を例として
要 匡，太田 隼人，柳 久美子，花松 久寿，Pecori Federico，古川 潤，山口 芳樹，上原 朋子，井ノ口 仁一，木下 聖，栂谷内 晶，佐藤 万仁，西原 祥子
第 45 回日本分子生物学会年会，東京，2022 年 12 月，3PW-05-4
マウス・ヒト Dectin-1 レクチンドメインの大量発現とその性状比較
真鍋法義、山口 芳樹
第 6 回東北医真菌研究会，仙台，2022 年 12 月
相互作用とダイナミクスから理解する糖鎖の生理機能山口 芳樹
第 44 回東北薬学セミナー，仙台，2022 年 12 月

97

糖鎖の生理機能を解明するための構造生物学
山口 芳樹
国立遺伝学研究所セミナー，静岡，2023 年 2 月
レクチン受容体 Dectin-1 の不溶性βグルカン結合における構造特異性
千葉 花子，真鍋 法義，内藤 淳子，西田 典永，髙橋 円，大野 尚仁，山口 芳樹
日本薬学会第 143 年会，札幌，2023 年 3 月，26P1-pm1-089S
Structural Glycobiology approach with the aid of computer simulation
Yoshiki Yamaguchi
The 2nd TMPU - Academia Sinica Joint Symposium, Sendai, March 2023
Ion mobility mass spectrometry analysis of pyridylaminated oligosaccharides includingisomers
Noriyoshi Manabe
The 2nd TMPU - Academia Sinica Joint Symposium, Sendai, March 2023

98

99

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121