脳の信号伝達を支える糖鎖を発見

糖鎖合成酵素MGAT5Bが伝達の速度とタイミングを制御

　岐阜大学糖鎖生命コア研究所の木塚 康彦教授、自然科学技術研究科修士課程2年生の冨田 崇羽さん、日本医科大学大学院の加藤 大輔大学院教授らの研究グループは、広島大学、岐阜薬科大学、東北医科薬科大学との共同研究で、脳においてO-マンノース(Man)型と呼ばれる糖鎖が神経の速い伝達に不可欠であることを発見しました。
　タンパク質に付く糖鎖¹⁾には膨大な種類が存在しており、その形はタンパク質によって異なります。これら糖鎖は、細胞の中で多くの糖鎖合成酵素の働きによって作られ、様々な生命現象や疾患との関わりが報告されています。
　本研究では、脳において脱髄(だつずい)²⁾疾患などに関わるO-Man型糖鎖³⁾に着目しました。O-Man型糖鎖は、脳に特異的に存在するMGAT5B⁴⁾(別名GnT-IX)と呼ばれる糖鎖合成酵素によって枝分かれ構造が作られます。MGAT5Bは脱髄疾患や脳腫瘍との関わりが報告されていますが、正常な脳における役割はよくわかっていませんでした。
　本研究では、MGAT5Bを欠損するマウスを用いて解析を行いました。その結果、MGAT5B欠損マウスでは、ランビエ絞輪⁵⁾とよばれる神経の構造が異常に広がり、それにより神経伝達が遅くなるだけでなく、信号が伝わるタイミングにばらつきが生じ、協調運動能力が低下することなどが明らかになりました。本研究は、脳における糖鎖の新しい機能を明らかにしたもので、脱髄疾患などの病態解明にも繋がることが期待されます。
　本研究成果は、現地時間2026年7月13日にCommunications Biology誌のオンライン版で発表されました。
　なお、本研究は、科学技術振興機構(JST)の創発的研究支援事業の支援を受けて実施しました。

本研究のポイント

• MGAT5Bは、O-マンノース(Man)型糖鎖と呼ばれる糖鎖の枝分かれを作る酵素で、脳特異的に存在し、脱髄疾患や脳腫瘍などに関わることがわかっています。
• MGAT5Bを欠損したマウスでは、神経の効率的な信号伝達に必要なランビエ絞輪という構造が異常に広がり、神経伝達が遅くなるだけでなく、信号が伝わるタイミングにばらつきが生じることで、運動能力が低下していました。
• MGAT5Bは、ランビエ絞輪の形成に必要なNF186⁶⁾というタンパク質に付いているO-Man型糖鎖を修飾することで、NF186の機能を調節していることがわかりました。

詳しい研究内容について

脳の信号伝達を支える糖鎖を発見
～ 糖鎖合成酵素MGAT5Bが伝達の速度とタイミングを制御 ～

論文情報

• 雑誌名：Communications Biology
• 論文名：Branching of O-mannose glycans regulate node of Ranvier organization and saltatory conduction
• 著　者：Shu Tomita, Taichi Nakaishi, Toshiyuki Ishii, Kazuya Ono, Honoka Fujimori, Misuzu Hashimoto, Shiho Ohno, Yoshiki Yamaguchi, Masamitsu Shimazawa, Miyako Nakano, Daisuke Kato*, Yasuhiko Kizuka* (*共同責任著者)
• DOI：10.1038/s42003-026-10622-0

用語解説

• 1) 糖鎖
  グルコース (ブドウ糖) などの糖が鎖状につながった物質。遊離の状態で存在するものもあれば、タンパク質や脂質に結合した状態のものもある。デンプン、グリコーゲンなどの多糖は数多くの糖がつながり、糖鎖だけで遊離の状態で存在する。一方タンパク質に結合したものは、数個から20個程度の糖がつながったものが多い。
• 2) 脱髄
  神経細胞は、軸索と呼ばれる長い突起に電気を通すことで、シナプスでつながった別の神経細胞に情報を伝達していく。通常、軸索がミエリン（髄鞘）と呼ばれる絶縁体に覆われて保護されることで正常に電気が伝達されるが、さまざまな原因により髄鞘が破壊されることがあり、それを脱髄という。脱髄が起こると神経の正常な信号伝達ができなくなり、しびれや麻痺を引き起こす。
• 3) O-マンノース型糖鎖
  タンパク質に付く糖鎖の種類の1つで、タンパク質のセリン残基（アミノ酸の1文字表記法でSと表記）もしくはスレオニン残基（1文字表記でT）にマンノース(Man)という糖が結合している。この糖鎖の形成異常は、ある種の筋ジストロフィーの原因となる。MGAT5Bはこの糖鎖の分岐構造を作る。
• 4) MGAT5B
  糖鎖を合成する糖転移酵素の一種で、細胞の中のゴルジ体に存在し、O-Man型糖鎖の枝分かれ構造を作る。GnT-IXとも呼ばれる。
• 5) ランビエ絞輪
  神経の軸索において、絶縁体であるミエリン（髄鞘）が巻き付いていない領域のこと。神経細胞は、ランビエ絞輪ごとに電気信号を飛び飛びに伝達する跳躍伝導を行うことで、素早い信号伝達を行っている。
• 6) NF186
  脳に存在するタンパク質の一種で、O-Man型糖鎖が付いている。Neurofascin186ともいう。NF186を欠損するとランビエ絞輪ができなくなることから、ランビエ絞輪の形成において中心的な役割を果たすことがわかっている。