Trends in Glycoscience and Glycotechnology

発生と疾患におけるヘパラン硫酸-成長因子間相互作用

Scott E. Guimond, Jeremy E. Turnbull, 脇紀彦

2005 年 17 巻 98 号 p. 241-253
発行日: 2005/11/02
公開日: 2010/01/05

DOIhttps://doi.org/10.4052/tigg.17.241

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ヘパラン硫酸 (HS) はグリコサミノグリカンファミリーの一種でほとんど全ての後生動物に存在する。細胞と組織において空間的・時間的に変化し得るHSの構造多様性は非常に大きいものである。HSには多数の保存された機能があり、そのひとつは成長因子 (GF) の活性制御である。細胞表面や組織中マトリックスにおいてHSが多様であることは、生物が発生や創傷治癒等の過程でGF活性を制御する一つの方法であるのかもしれない。本章では発生や疾患の過程においてGF活性がHSによって制御されている証拠をいくつか示し、その制御機構やHSの構造・機能に関する最近の研究の進行状況について述べる。

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発生や疾患を調整するパールカンの多様な機能

Eri Arikawa-Hirasawa

2005 年 17 巻 98 号 p. 255-262
発行日: 2005/11/02
公開日: 2010/01/05

DOIhttps://doi.org/10.4052/tigg.17.255

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パールカンは細胞の成長や分化、組織機能に多様な働きをしている。近年、遺伝子改変マウスやヒト遺伝性疾患の研究を通じてパールカンの生体における機能が少しずつ解明されようとしている。パールカンが完全に欠損すると、軟骨、頭部、心血管系の異常を伴い、一部は胎生期、その他は周産期致死性を示す。また、パールカンは神経筋接合部にアセチルコリンエステレースを高濃度に局在させるのに必須であり、バールカンの機能部分欠損はミオトニアと骨格異常を呈する軽症型の遺伝性疾患の原因となる。パールカンのN-端に位置するヘパラン硫酸鎖 (HS鎖) 結合部位を欠損させた遺伝子改変マウスの解析からは、HS鎖が眼球レンズ包の機能保全、血管新生や腫瘍の成長、腎での濾過機構に重要であることが解った。このように、マウスモデルの解析により、パールカンのコアタンパク質やHS鎖が他の細胞外マトリックス分子や細胞表面受容体と相互作用することが解ってきた。パールカンは成長因子を捕らえて、その機能を調整しているようである。

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シンデカン-1構造の動的なリモデリングは in Vivo におけるミエローマの増殖と転移を調節する

Ralph D. Sanderson, Yang Yang, Yuemeng Dai, 須江真由美

2005 年 17 巻 98 号 p. 263-270
発行日: 2005/11/02
公開日: 2010/01/05

DOIhttps://doi.org/10.4052/tigg.17.263

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ヘパラン硫酸プロテオグリカン (HSPGs) は細胞接着や細胞シグナルの重要な調節物質である。本分子の特異的機能は、コアタンパク質とそれに付随するヘパラン硫酸鎖の構造の両方によって決定されている。HSPGsが腫瘍細胞表面に、あるいは細胞外マトリクス様の構成物に存在する酵素によって再構築されるという証拠が集まっている。腫瘍の微小環境中でのこのリモデリングの結果、HSPGsは構造と機能を変え、その結果増殖や転移性といった腫瘍細胞の挙動を調節する。このミニレビューでは切断酵素、エンドスルファターゼ、ヘパラナーゼが syndecan-1 の機能に与える影響、さらにこれがどのようにミエローマの挙動を調節するのかという点に焦点を当てる。

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微生物の病原性、宿主防御、炎症における Syndecan-1

Pyong Woo Park, Atsuko Hayashida, 吉崎史子, 中山仁志

2005 年 17 巻 98 号 p. 271-284
発行日: 2005/11/02
公開日: 2010/01/05

DOIhttps://doi.org/10.4052/tigg.17.271

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上皮は、炎症反応を引き起こす可能性のある有害なものと頻繁に接触するので、組織傷害や炎症の制御に非常に重要な役割をはたしている。上皮はまた、サイトカインや抗炎症因子、プロテアーゼ、主要な炎症メデイエーターを産生し、組織損傷部位への炎症性細胞の遊走を制御している。Syndecan-1は上皮の主要な細胞表面ヘパラン硫酸プロテオグリカンであり、ヘパラン硫酸鎖を介して多くの炎症因子に結合し、その働きを制御する。Syndecan-1の発現とその ectodomain shedding による細胞外環境への分泌は、さまざまな炎症メディエーターや病態によって制御されている。最近の研究から、syndecan-1は、上皮細胞の増殖と移動を協調させたり、ケモカインを中和したり、T細胞の過剰なホーミングを弱めたり、好中球の遊走を組織損傷部位に限局させることで、非感染性の炎症疾患から宿主を保護することが示唆されている。しかしながら、病原性微生物のなかには syndecan-1 の機能を利用して病原性を高めているものが少なからずある。これらの発見から、syndecan-1は組織損傷における正常な修復過程や、炎症性疾患における宿主の反応を調節する重要な分子であることが示唆される。

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ウィルス感染におけるABO組織-血液型抗原の役割

Kenth Gustafsson, Antoine Durrbach, Robert M. Seymour, Andrew Pomianko ...

2005 年 17 巻 98 号 p. 285-294
発行日: 2005/11/02
公開日: 2010/01/05

DOIhttps://doi.org/10.4052/tigg.17.285

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タンパク質や核酸と比べて、糖鎖は潜在的により大きな多様性を持つことができる。末端糖鎖の多様性は、バクテリアとヒトのように離れた種間にも、また同一種の中でも存在する。このような広い多様性が存在する理由については依然として不明である。この中には、多型性を示す糖鎖末端のグリコシレーションのうち最も良く知られた例であるABO式組織-血液型抗原がある。粘膜表面のABO抗原に対して各々の病原体が異なった結合性を示すことに着目して、感染症と血液型抗原との関係が多数報告されている。しかし、宿主の細胞と同様の組織-血液型抗原は、宿主によって決定される抗原としてウィルス上にも存在することがある。新たな宿主に侵入すると、ウィルスは自身の持つ組織-血液型抗原に特異的な自然抗体と遭遇するようである。これによってウィルスの直接的な中和が増強されるのみならず、ウィルスに対する特異的な免疫応答も増強されるものと我々は考えている。モデル化研究の際にこのような病原体との相互作用を考慮すると、ヒトの集団で特徴的に見られるABO血液型の頻度を2種類の選択圧によって説明することができ、さらに末端糖鎖の多型が進化してきた様式と原因を説明できる。

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