6.11.9.2 Core 2構造の役割

C2GnT1の発現と活性はインターロイキン2によるリンパ球の活性化162とCaco2細胞の腸球分化の後に変化する172． 3884>

ヒトナチュラルキラー抗原（HNK-1）、3-スルホグルクロン酸-3Galβ1-4GlcNAc-Rは、末梢脱髄性神経障害における自己抗原であり、細胞移動に役割を担っています。 HNK-1は、神経細胞接着分子の筋肉特異的Ser/Thr/Pro-richドメインにあるコア2構造のO-グリカンに結合することが示されている173。内皮細胞や白血球上のムチン様分子上のコア2構造は、セレクチンリガンドの足場であり、C2GnTはセレクチンリガンドの合成に重要な役割を担っていると考えられている。 細胞表面のムチン様糖タンパク質PSGL-1は、コア2に結合してセレクチンの高親和性リガンドを担っている174,175。PSGL-1を発現するCHO細胞は通常SLexを示さないが、C2GnT1をトランスフェクションすると、この細胞がP-セレクチンに結合するようになった。 Tyr-硫酸もP-セレクチン-PSGL-1の相互作用に関与している175。 マウス白血病WEHI-3細胞株では、シアリル-Lewisx決定基を持つコア2構造がPSGL-1に選択的に発現していることが判明している176。がん細胞もセレクチンとそのO-糖鎖を介して結合する能力を持っており、この相互作用ががん細胞の二次組織部位への移動に寄与していると思われる。

C2GnT1遺伝子を欠損したマウスでは、セレクチンリガンドの量が減少するとともに、セレクチンを介した白血球と内皮の相互作用、例えば内皮に沿った白血球のローリング、腹膜への白血球の動員、末梢リンパ節へのリンパ球の遊走などが減少する27。 C2GnT1 (-/-) マウスでは、主にB細胞輸送に影響があった。177 このことは、リンパ球のホーミング過程や炎症、そしておそらく癌転移においても、C2GnT1が重要であることを示唆している。 セレクチンリガンドを6-スルホ-シアリル-ルイスで硫酸化すると、L-セレクチンへの親和性が高くなることが示されている。 C2GnT1とGlcNAc6STはともに高親和性L-セレクチンリガンドの合成に寄与している。 したがって、C2GnT1と硫酸転移酵素GlcNAc6STの両方をマウスで欠損させると、末梢リンパ節へのリンパ球のホーミングがさらに低下する178。

樹状細胞の成熟はC2GnT1の発現低下、シアリルLewisxの発現低下、シアリル転移酵素ST3Gal-IとST6GalNAc-IIの発現上昇と関連している179。したがってシアリルLewisxの発現と同様にDCの移動もC2GnT1により制御されているようである。 胸腺では、未熟なリンパ球が分化して胸腺皮質から髄質に移動すると、C2GnTの発現を失う。67 コア2構造はアポトーシス誘導内因性レクチン、ガレクチン-1と結合できるので、コア2の欠如は成熟リンパ球の生存機構を提供することになる。 ガレクチン-1は、前立腺特異抗原（PSA）陽性前立腺癌細胞LNCaPにおいてアポトーシスを誘導するが、ガレクチン-1耐性PSA-細胞株においてはアポトーシスを誘導しない。 ガレクチン-1耐性PSA-サブクローンでは、C2GnT1がダウンレギュレートされており、コア2構造がガレクチン誘導アポトーシスに関与している可能性を示している。181

いくつかの状態が、C2GnT1活性または発現の変化と関連している。 34 1型および2型糖尿病患者では、多形核白血球におけるC2GnT1の発現が増加している。182 高いC2GnT1活性は、白血球-内皮細胞の接着や毛細血管の閉塞を促進する可能性がある。 これらの変化のメカニズムはまだ解明されていない。

ある種の癌細胞ではC2GnT1活性が上昇しているが、他の細胞では活性が低下している場合があることが判明している。 がん細胞の浸潤性は、C2GnT1の高発現とセレクチンを介して内皮と相互作用する能力にしばしば対応します。 29 ヒト前立腺癌組織では、C2GnT1 の発現は疾患の進行と相関しており、その発現は有用な予後マーカーである31。 Hagisawaらは、前立腺癌細胞LNCapを用いて、C2GnT1が癌細胞の細胞外マトリックス糖タンパク質への接着を促進し、浸潤性、攻撃性の腫瘍の形成に寄与することを示した。

再発性あるいは進行性の多発性硬化症においてC2GnT1活性が低下しており、183 これはおそらく自己免疫過程と糖鎖を制御する可能性を持つ炎症性サイトカインの影響に関連していると思われた。 抗炎症剤であるIFN-β1aで処理すると、活性は正常化した。 炎症性サイトカインであるTNF-αは、ヒト臍帯静脈内皮細胞におけるC2GnT1 mRNAの発現を著しく低下させる81。アポトーシスおよびTNF-α処理した大動脈ブタ内皮細胞もC2GnT1活性が非常に低い77。一方、C1GalT活性77およびmRNA発現81は内皮細胞をTNF-αで刺激すると上昇する。 ヒトT細胞におけるC2GnT1やセレクチンリガンドの発現は、IL-2などのインターロイキンなどのサイトカインによって刺激されることがある184。したがって、サイトカインの変化をもたらす細胞の活性化は、細胞の接着性やホーミングプロセスを受ける能力に影響を与えることができる

このことから、炎症環境を伴うTNF-αが内皮細胞のコア1構造の出現を促進していることが示唆される。 ヒト内皮細胞ではコア1伸長酵素（β3GnT3）の発現が低いことから（6.11.13.1項参照）、コア2がセレクチンリガンドの主要な担体となることが予想される。 コア2の減少は、炎症部位への白血球の浸潤を減少させる負のフィードバック機構であると考えられる。

内皮細胞とは対照的に、TNF-αは、通常は検出できないレベルのC2GnT1の活性を培養したウシ初代滑膜細胞において増加させている78。 ウシ軟骨細胞ではなく、骨と軟骨に由来するヒトの細胞は、コア2を合成する酵素の活性を持っている。

乳癌細胞では、O-グリカンのコア1および2構造の合成は、内側ゴルジに向かって若干重複するが、主にシス-内側のゴルジ区画で起こっている。 コア1基質に作用するシアル酸転移酵素ST3Gal-Iは、乳腺細胞において主に内側ゴルジ区画とトランスゴルジ区画に免疫細胞化学的に局在することが示された。 したがって、その局在はC2GnT1の局在と一部重なっている。 トランスフェクション実験により、この2つの酵素の間で実際に競合が起こっていることが証明された。 このように、これら2つの酵素の相対的な発現量と活性が、MUC1ムチンの高シアリル化鎖またはコア2構造を持つ複合鎖の相対的な分布を制御しているのである55。

GalNAc-ペプチドあるいはGalβ1-3GalNAc-ペプチドに作用するα6-シアリル転移酵素ST6GalNAc-Iはゴルジ体に広く分布し、シアリルα2-6GalNAc-あるいはシアリルα2-6（Galβ1-3）GalNAc-の合成によりコア2の合成を停止させることが可能である。 ST6GalNAc-Iの膜貫通ドメインは、この酵素の局在に関与しているようである。 C2GnT1の基質であるコア1は、通常トランスゴルジに到達する前に処理されるので、C2GnT1の新しい局在はコア2の合成を非効率的にする結果となった。 このことは、O-グリカン生合成の制御における機能的なアセンブリーラインの重要性を示唆するものである

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