Functional analysis of O-GlcNAc modification that regulates the liquid-liquid phase separation in pluripotent stem cells.

调节多能干细胞液-液相分离的 O-GlcNAc 修饰的功能分析。

• 批准号: 22K06152
• 负责人: 西原 祥子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Soka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06152/
• 关键词: 多能性幹細胞; O-GlcNAｃ修飾; PSME3; Pボディ; 液-液相分離; 多能性維持; O-GlcNAc; PSME-3

マウスES細胞は、胎生3.5日目の内部細胞塊から樹立されたナイーブ状態の多能性幹細胞であり、通常のヒトES細胞は、これより分化が少し進んだプライム状態の多能性幹細胞である。我々は、ナイーブ状態の自己複製能・多能性維持に関わる糖鎖の網羅的探索を行い、核と細胞質に存在する唯一の糖鎖修飾であるO-GlcNAcが、液-液相分離によって生じるRNA顆粒・Pボディの形成を阻害して、ES細胞の多能性を維持していること見出した。プロテアソーム活性化サブユニット3 (PSME3) のO-GlcNAc修飾が、Pボディの恒常性の制御を介してES細胞の多能性を調節するスイッチとして働いていた。本研究では、この新規な事実を、プライム状態の多能性幹細胞へと展開し、液-液相分離を介したO-GlcNAc修飾の多能性幹細胞全般における機能の解明を目的とする。本年度は、プライム状態のマウスエピブラスト幹細胞様細胞におけるPSME3のO-GlcNAc修飾について検討を行った。我々がすでに報告している方法でナイーブなマウスES細胞からプライム状態のマウスエピブラスト幹細胞様細胞を誘導し、各種マーカーの発現から誘導の確認を行った。この細胞に対し、我々が独自に開発している高感度なO-GlcNAc検出法を適用したところ、プライム状態のマウスエピブラスト幹細胞様細胞においても、PSME3がO-GlcNAc修飾されていることが明らかになった。

小鼠 ES 细胞是处于幼稚状态的多能干细胞，在胚胎第 3.5 天从内细胞团建立，而正常人 ES 细胞是处于原始状态的多能干细胞，其分化程度更高。我们对原始状态下参与维持自我更新能力和多能性的聚糖进行了全面的研究，发现O-GlcNAc是细胞核和细胞质中存在的唯一聚糖修饰，是通过液-液相分离产生的。发现ES细胞的多能性是通过抑制RNA颗粒和P体的形成来维持的。蛋白酶体激活亚基 3 (PSME3) 的 O-GlcNAc 修饰充当通过调节 P 体稳态来调节 ES 细胞多能性的开关。在这项研究中，我们的目标是将这一新事实扩展到引发的多能干细胞，并通过液-液相分离阐明多能干细胞中 O-GlcNAc 修饰的功能。今年，我们研究了小鼠外胚层干细胞样细胞中 PSME3 的 O-GlcNAc 修饰。我们使用我们之前报道过的方法从幼稚小鼠 ES 细胞中诱导引发的小鼠外胚层干细胞样细胞，并根据各种标记物的表达证实了诱导。当我们将我们专有的高灵敏度 O-GlcNAc 检测方法应用于这些细胞时，我们发现即使在引发的小鼠外胚层干细胞样细胞中，PSME3 也被 O-GlcNAc 修饰。

项目成果

Glycosylation regulates pluripotent stem cell status and signaling

糖基化调节多能干细胞状态和信号传导

• 发表时间: 2023
• 作者: Nishihara S

Biological roles of glycans in stem cells

聚糖在干细胞中的生物学作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Nishihara S

Psme3の部位特異的なO-GlcNAc修飾は、P-bodyの恒常性の阻害を介してマウスES細胞の多能性維持に関与する

Psme3 的位点特异性 O-GlcNAc 修饰通过抑制 P 体稳态来维持小鼠 ES 细胞多能性

• 发表时间: 2022
• 作者: 西原祥子

Disaccharide-tag for highly sensitive identification of O-GlcNAc-modified proteins in mammalian cells

双糖标签用于高度灵敏地鉴定哺乳动物细胞中 O-GlcNAc 修饰的蛋白质

• DOI: 10.1371/journal.pone.0267804
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 3.7
• 作者: Abo, Hirohito;Kume, Masahiko;Pecori, Federico;Miura, Taichi;Matsumoto, Naoki;Nishihara, Shoko;Yamamoto, Kazuo
• 通讯作者: Yamamoto, Kazuo