糖锁间相互作用が细胞膜を组织化する新原理を発见
糖脂质が微小膜领域を形成し、がんに関わる贰骋贵受容体の活性を抑制
岐阜大学糖锁生命コア研究所/国立がん研究センター研究所先端バイオイメージング研究分野の铃木健一教授/分野长、岐阜大学糖锁生命コア研究所の安藤弘宗教授、河村奈绪子准教授、冲縄科学技术大学院大学の楠见明弘教授らの研究グループは、京都大学、名古屋大学、神戸大学、中部大学との共同研究により、同じ细胞膜上の糖锁同士が直接相互作用し、细胞膜を组织化する新たな原理を発见しました。さらに、この糖锁间相互作用が、がんに関わる贰骋贵受容体(贰骋贵搁)(注1)の二量体化と活性化を抑えることを明らかにしました。贰骋贵搁は细胞の増殖や生存を制御する受容体であり、その过剰な活性化は多くのがんの発生や进展に関係します。
细胞の表面は、多种多様な糖锁で覆われていますが、同じ细胞膜上で糖锁同士が直接相互作用し、膜の构造や情报伝达を制御するかどうかについては、长年、直接的な証拠が得られず、未解明のままでした。
本研究では、39种类の蛍光标识ガングリオシド(注2)を全化学合成(注3)し、1分子イメージングを用いることで、糖锁同士が弱く一时的に结合する「糖锁间相互作用」を生きた细胞膜上で直接捉えることに成功しました。さらに、この相互作用によって微小な膜领域が形成され、骋惭3の糖锁と贰骋贵搁の糖锁との相互作用が、贰骋贵搁の二量体化と活性化を抑えることを明らかにしました。一回の相互作用は约0.1秒と短寿命ですが、骋惭3ホモダイマーは形成と解离を繰り返しながら贰骋贵搁に何度も结合することで、受容体の不要な活性化を持続的に抑えていました。
本成果は、细胞膜の构造と情报伝达が、タンパク质や脂质だけでなく、糖锁同士の弱く一时的な相互作用によっても组织化されることを示すものです。膜生物学と受容体シグナル研究の基本概念を広げるとともに、がんに関わる贰骋贵搁の新たな活性制御机构を明らかにしたことで、糖锁を标的とする创薬研究への展开が期待されます。
本研究成果は、日本時間2026年8月27日にNature Communications誌のオンライン版で発表されました。
本研究のポイント
- 本研究では、これまで确认されてこなかった、同じ细胞膜上の糖锁同士が弱く一时的に结合する现象「肠颈蝉糖锁间相互作用」を、生きた细胞膜上で直接捉えることに成功しました。
- 糖脂质の一种であるガングリオシドは、この相互作用によって同种2分子からなる短寿命の二量体を形成し、コレステロールによって安定化された微小な膜领域をつくることを明らかにしました。
- ガングリオシド骋惭3の二量体は、がんに関わる贰骋贵受容体（贰骋贵搁）の糖锁と相互作用し、贰骋贵搁の二量体化と活性化を抑制することが分かりました。
- 本研究は、これまで主にタンパク质と脂质の相互作用によって説明されてきた细胞膜の组织化(注4)に、「糖锁间相互作用」という新たな基本原理を加えるものです。さらに、一回ごとの结合は短寿命であっても、形成と解离を繰り返すことで、细胞膜の构造と受容体シグナルを持続的に制御できることを示しました。本成果は、糖锁生物学に留まらず、膜生物学、受容体シグナル研究、がん研究、创薬研究への波及が期待されます。
详しい研究内容について
糖锁间相互作用が细胞膜を组织化する新原理を発见
～糖脂质が微小膜领域を形成し、がんに関わる贰骋贵受容体の活性を抑制～
论文情报
?共同筆頭著者, *責任著者用语解説
细胞膜に存在し、増殖因子贰骋贵が结合すると二量体を形成して活性化する受容体タンパク质である。细胞の増殖や生存を制御し、その过剰な活性化は多くのがんに関係している。
细胞膜に存在するセラミドに、シアル酸を含む糖锁が结合した糖脂质の一种。细胞间の认识や情报伝达、细胞膜上の微小な膜领域の形成などに関与する。
ガングリオシドの糖锁、脂质部分、蛍光色素を、化学反応によって人工的に组み立てて作製する手法。构造の异なるガングリオシドを合成し、あらかじめ定めた位置に蛍光色素を精密に导入できる。
细胞膜上で脂质やタンパク质、糖锁などの分子が特定の配置や微小领域をつくり、动的に集合?解离すること。こうした分子の空间的な配置によって、受容体の働きや细胞内への情报伝达などが调节される。
