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“中枢神経損傷からの再生治療”に大きな期待がかかる
「糖鎖合成酵素の制御方法」の開発
── 新潟大学医学部

研究成果のポイント
1.神経再生阻害因子とされるコンドロイチン硫酸の発現を制御する方法を開発
2.糖鎖合成酵素の発現制御システムを解明
3.脊髄損傷治療など今後の中枢神経再生治療へ向けた新しい方法を提唱


研究成果の概要
 新潟大学(http://www.niigata-u.ac.jp/)医学部の五十嵐道弘教授および武内恒成准教授らと、同大学・脳研究所、慶応大・医学部、愛媛大・医学部、神戸薬科大、東京都医学研の共同研究チームは、コンドロイチン硫酸(CS)糖鎖合成酵素T1の遺伝子欠損マウスが、脊髄損傷の劇的な回復を引き起こすことを発見しました。

 このマウスでは、損傷部位の縮小や神経の突起である軸索の顕著な伸長再生が起こり、さらにはヘパラン硫酸(HS)という、CSと合成系を共有しかつCSとは逆の神経伸長活性を持つ分子の発現を高めていました。この研究から、このT1酵素は神経損傷や神経難病の改善に向けて絶妙な標的であることを解明しました。


研究成果の概要
 CS はグリコサミノグリカンという糖鎖の一種で細胞外に広がって細胞外基質を構成し、組織の維持に重要な役割を果たします。しかし神経損傷時や神経変性疾患では、反応性グリア細胞が増殖してCS を大量に合成します。これは中枢神経を守る生体防御に有利な面も大きいのですが、神経の軸索という突起の伸長を抑え、再生阻害因子として機能します。CS の効率的分解による再生促進の研究は近年活発に報告されていますが、現実的な治療としては難しいといわれています。

 今回、新潟大学医学部の武内恒成准教授・五十嵐道弘教授らと上記の共同研究チームは、このCS 合成酵素T1 の遺伝子欠損マウスを作り、脊髄損傷から劇的な回復を示すことを発見しました。
 このマウスは運動機能の回復実験からも修復が顕著で、組織像からも神経再生が確認されただけでなく、損傷部位は正常の50%に縮小しました。さらにこのマウスでは損傷後、CS の減少と相反して、軸索の伸長を促進するHS の合成が20 倍以上に著増して、想像以上の回復を示すことを発見しました。

 HS 合成上昇による相乗効果は、CS を分解する等、他の方法では全く得られない結果でした。そのため、このCS 糖鎖合成酵素T1 は、脊髄損傷をはじめとする中枢神経損傷や神経難病の治療に向けて絶妙な治療のターゲットとなるものと考えられます。


研究の発展性と将来への展開・期待
 脊髄損傷など中枢神経損傷に対してはこれまで手段が限られ、根本的治療法がありませんでした。そのため深刻な麻痺などの後遺症は非常に大きな社会問題でもあります。そのため近年、とくにiPS 細胞“中枢神経損傷からの再生治療”に大きな期待がかかる「糖鎖合成酵素の制御方法」の開発Niigata Universityや神経幹細胞の移植によって脊髄損傷からの治療を目指す方向性が日本では特に大きく取り上げられています。

 今回の成果は、全く新しい原理に基づく、T1 分子を標的とした神経損傷に関する治療法を提案するものでもあります。とくに、遺伝子ノックダウンによって治療回復を引き出すことにも成功しており、治療方向性を提案しました。

 今後の日本国内でのiPS 細胞を利用した脊髄損傷など中枢神経再生治療との併用によってはさらに治療効果を期待させるものでもあります。 またこれらの研究は将来の神経疾患の難治性を解消する原理に発展することも期待されます。

※本研究に関する論文は、オンライン限定の学際的ジャーナルとして国際的に高く評価されている『Nature Communications』に掲載されました。

▶研究についての問い合わせ
新潟大学医学部副学部長・生化学第二
五十嵐道弘(教授、論文責任者)
E-mail:tarokaja@med.niigata-u.ac.jp

新潟大学医学部 生化学第二
(担当:武内恒成(准教授))
E-mail:k-take@med.niigata-u.ac.jp
http://www.niigata-u.ac.jp/


[リリース配信:共同通信PRワイヤー 11月13日配信]