【プレスリリース】L-フコース経口摂取による神経炎症抑制効果とその機序の解明 ―糖鎖による精神疾患の予防や治療法の開発―

発表のポイント

・コアフコース糖鎖が減少すると脳の免疫系を担うミクログリアの過剰な活性化が引き起こされるが、L-フコースの経口投与により脳内のコアフコース糖鎖が増加し、ミクログリアの活性化が抑制された。

・コアフコース糖鎖が減少するとIL-6受容体の複合体形成が促進し、炎症反応が活性化する。しかし、L-フコースの投与により複合体形成が抑制された。

・L-フコースによる神経炎症の抑制は、精神疾患等に対する予防・治療法の分子基盤となる可能性がある。

研究概要

　東北医科薬科大学薬学部の顧建国教授、山口芳樹教授、医学部の森口尚教授、広島大学大学院統合生命科学研究科中ノ三弥子准教授らの研究グループは、糖転移酵素のひとつであるFut8による神経炎症抑制とその仕組みを明らかにしました。また、広く生物界に分布している糖の一種であるL-フコースが神経炎症抑制化合物であることを明らかにしました。
　糖鎖修飾は最も一般的な翻訳後修飾で、複雑で多様な構造をとる糖鎖¹はさまざまな受容体の機能調節に働いていることが知られています。その中で、コアフコース糖鎖²は糖転移酵素Fut8によってフコースがN-結合型糖鎖¹の根元に付加される構造です。脳はFut8が最も高発現する組織です。本研究では、図１のように脳内の免疫を担当するミクログリア³の活性化がL-フコースの投与によって抑制されることと、その制御メカニズムを解明しました。さらに、コアフコース糖鎖を生体に負荷をかけずに増加させることが出来ることを明らかにしました。この研究結果は、神経炎症が関連した疾患の新しい予防・治療戦略につながることが期待されます。なお、この研究成果は米国の科学雑誌The Journal of Biological Chemistry (JBC)に2023年11月30日付で公開されました。

（用語解説）
＊1.　糖鎖・N-結合型糖鎖: 単糖が鎖のようにつながったもので、たんぱく質や脂質と結合して細胞の表面細胞の表面を覆っています。糖鎖がタンパク質に結合する様式は2通りありますが、アスパラギンの側鎖に結合するのがN-結合型糖鎖です。N-結合型糖鎖は様々な膜受容体の機能を調節しています。

＊2.　Fut8・コアフコース糖鎖：コアフコース糖鎖はさまざまなN-結合型糖鎖の還元末端にフコースを持つ糖鎖です。哺乳動物においては、コアフコース糖鎖はα1,6フコースだけを指し、付加できるのはフコース転移酵素の中でもFut8だけです。コアフコース糖鎖には様々な生理活性がありますが、がん・炎症と最も関係が深い糖鎖修飾の１つです。

＊3.　ミクログリア：グリア細胞の一つで、免疫を担当する細胞です。正常状態では点在していますが、炎症が生じると、細胞体の肥大化や細胞増殖を伴い活性化状態となり、炎症性サイトカインの産生放出を引き起こします。

詳細はプレスリリース本文をご確認ください。

論文名

Exogenous L-fucose attenuates neuroinflammation induced by lipopolysaccharide

掲載紙：The Journal of Biological Chemistry (JBC)

ウェブサイト：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021925823025413?via%3Dihub

著者名

著　　者：Xing Xu¹; Tomohiko Fukuda¹; Jun Takai²; Sayaka Morii³; Yuhan Sun¹; Jianwei Liu¹; Shiho Ohno⁴; Tomoya Isaji¹; Yoshiki Yamaguchi⁴; Miyako Nakano³; Takashi Moriguchi²; Jianguo Gu¹