栂谷内 晶

糖鎖生物学、細胞生物学、生化学

本研究室では「糖鎖関連遺伝子を基礎とした糖鎖・複合糖質の生物学的機能の解明とその産業応用」を目標としています。大枠としては、下記の研究テーマを予定しています。

(1) 糖鎖遺伝子(糖転移酵素遺伝子)の解析：複合糖質（糖タンパク質・糖脂質など）における糖鎖の生合成制御機構の解明および糖鎖関連遺伝子の解析（機能解析）を行います。

(2) 糖鎖遺伝子改変による糖鎖の生物機能解析：糖鎖遺伝子改変細胞および糖鎖遺伝子ノックアウトマウス個体等を用いた糖鎖の生物学的機能の解析を行います。

(3) 疾患糖鎖標的分子の探索と診断技術開発（疾患糖鎖バイオマーカー開発：がん[癌]など）：ヒト疾患における糖鎖変化あるいは糖鎖機能変化を解析し、診断に利用するためのバイオマーカー探索や関連技術開発を行います。

糖鎖は生物における重要な生体分子(翻訳後修飾)です。糖鎖は細胞表面で糖タンパク質や糖脂質として存在するほか、分泌糖タンパク質に存在しています。細胞やタンパク質の相互作用に関与していると考えられており、生命現象の中での糖鎖の役割(重要性)は注目されています。糖鎖の付加によってキャリア分子の機能が制御される、あるいは生体分子によって糖鎖が認識されて細胞内シグナルを引き起こす、など働きがあります。糖鎖は分野にとらわれない、多くの重要な生命現象・疾患に関与しています。かつては糖鎖構造あるいはそのキャリア分子を簡便に同定するツールや技術が不十分であったこともあって、糖鎖機能の解明はあまり進んでいませんでした。しかしながら近年、糖鎖遺伝子の解明や糖鎖解析技術の発展により、糖鎖の機能を明らかにする試みや、糖鎖の医用応用を目指す試みが世界的にも急速に進んでいます。

研究室では糖タンパク質・糖脂質（複合糖質）を最終機能物質として捉えた糖鎖研究を中心課題に据えており、従来のゲノム配列解析やプロテオミクス解析などだけでは得られない、糖鎖の重要な生物学的機能の解明を行うため、糖鎖遺伝子（による糖鎖改変技術）・糖鎖認識タンパク質、各種オミクスなどの解析技術を利用して、糖鎖の生物学的機能を明らかにし、糖鎖による生体機能制御の分子メカニズムを解明することを目標としています。糖鎖による生物機能の制御メカニズムが明らかにすることで、その糖鎖が関与する疾患などの機序の解明、産業応用などへと繋げることを目指しています。

2002年3月  東京大学大学院薬学系研究科機能薬学専攻博士後期課程修了・博士（薬学）

2002年4月  産業技術総合研究所 分子細胞工学研究部門 遺伝子機能解析グループ、第一号非常勤職員（ポストドクトラルフェロー）

2002年6月　新エネルギー・産業技術総合開発機構 (NEDO) 、養成技術者
                （NEDOフェロー）:産業技術総合研究所 糖鎖工学研究センター 糖鎖遺伝子機能解析チームへ派遣

2003年10月 産業技術総合研究所 糖鎖工学研究センター 糖鎖遺伝子機能解析チーム、常勤職員（若手任期付研究員）

2008年4月　 同・常勤職員（研究員）

2011年6月　 筑波大学 人間総合科学研究科（医学） 疾患制御医学専攻、連携大学院（産業技術総合研究所）、准教授（2020年3月まで）

2011年10月 産業技術総合研究所 糖鎖医工学研究センター、主任研究員

2015年4月　産業技術総合研究所 創薬基盤研究部門 糖鎖技術研究グループ、主任研究員

2020年4月　創価大学大学院理工学研究科生命理学専攻、教授

2021年1月　創価大学糖鎖生命システム融合研究所、教授

日本生化学会

日本癌学会

日本糖質学会

日本プロテオーム学会

日本肝臓学会

ほか

1. Angata K, Sawaki H Tsujikawa S, Ocho M, Togayachi A, and NarimatsuH. Glycogene expression profiling of hepatic cells by RNA-Seq analysis for glyco-biomarker identification. Frontiers in Oncology, Oncol. 2020 Jul 28;10:1224.
2. Narimatsu H., Kaji H, Vakhrushev S, Clausen H, Zhang H, Noro E, Togayachi A, Nagai-Okatani C, Kuno A, Zou X, Cheng L, Tao SC, Sun Y. Current technologies for complex glycoproteomics and their applications to biology/disease-driven glycoproteomics. J Proteome Res. 2018. 17(12):4097-4112.
3. Togayachi A, Azusa Tomioka, Mika Fujita, Masako Sukegawa, Erika Noro, Daisuke Takakura, Michiyo Miyazaki M, Shikanai T, Narimatsu H.,Kaji H. Identification of poly-N-acetyllactosamine-carrying glycoproteins from HL-60 human promyelocytic leukemia cells using a site-specific glycome analysis method, Glyco-RIDGE. J Am Soc Mass Spectrom. 2018. 29(6):1138-1152.
4. Matsuoka R, Shiba-Ishii A, Nakano N, Togayachi A, Sakashita S, Sato Y, Minami Y, and Noguchi M. Heterotopic production of ceruloplasmin by lung adenocarcinoma is significantly correlated with prognosis. Lung Cancer. 2018. 118: 97-104.
5. Togayachi A, Iwaki J, Kaji H, Matsuzaki H, Kuno A, Hirao Y, Nomura M,Noguchi M, Ikehara Y, Narimatsu H. Glycobiomarker, fucosylated short-form secretogranin III levels are increased in the serum of patients with small cell lung carcinoma. J Proteome Res. 2017. 16(12):4495-4505.
6. Tsuji S, Washimi K, Kageyama T, Yamashita M, Yoshihara M, Matsuura R, Yokose T, Kameda Y, Hayashi H, Morohoshi T, Tsuura Y, Yusa T, Sato T, Togayachi A, Narimatsu H., Nagasaki T, Nakamoto K, Moriwaki Y, Misawa H, Hiroshima K, MiyagiY, Imai K. HEG1 is a novel mucin-like membrane protein that serves as a diagnostic and therapeutic target for malignant mesothelioma. SciRep. 2017. 7:45768.
7. Toyoda M, Kaji H, Sawaki H, Togayachi A, Angata T, Narimatsu H.,Kameyama A. Identification and characterization of sulfated glycoproteins from small cell lung carcinoma cells assisted by management of molecular charges. Glycoconj J. 2016. 33(6):917-926.
8. Watanabe R, Kakizaki M, Ikehara Y. Togayachi A. Formation of Fibroblastic Reticular Network in the Brain after Infection with Neurovirulent Murine Coronavirus. Neuropathology. 2016. 36(6):513-526.
9. Kakizaki M, Togayachi A, Narimatsu H., Watanabe R. Contribution of Lewis X carbohydrate structure to neuropathogenic murine coronaviral spread. Jpn J Infect Dis. 2016. 69(5):405-413
10. Ito H, Kaji H, Togayachi A, Azadi P, Ishihara M, Geyer R, Galuska C,Geyer H, Kakehi K, Kinoshita M,Karlsson NG, Jin C, Kato K, Yagi H,Kondo S, Kawasaki N, Hashii N,Kolarich D, Stavenhagen K, Packer NH, Thaysen-Andersen M, Nakano M,Taniguchi N, Kurimoto A, Wada Y,Tajiri M, Yang P, Cao W, Li H, Rudd PM, Narimatsu H. Comparison of analytical methods for profiling N- and O-linked glycans from cultured cell lines: HUPO Human Disease Glycomics/Proteome Initiative multi-nstitutional study. Glycoconj J. 2016. 33(3):405-415.
11. Iio E, Ocho M, Togayachi A, Nojima M, Kuno A, Ikehara Y, Hasegawa I, Yatsuhashi H, Yamasaki K, Shimada N, Ide T, Shinkai N, Nojiri S, Fujiwara K, Joh T, Mizokami M, Narimatsu H., Tanaka Y. A novel glycobiomarker, Wisteria floribunda agglutinin macrophage colony-stimulating factor receptor, for predicting carcinogenesis of liver cirrhosis. Int J Cancer. 2016 Mar 15;138(6):1462-1471.
12. Noro E, Togayachi A, Sato T, Tomioka A, Fujita M, Sukegawa M,Suzuki N, Kaji H, Narimatsu H. Large-scale identification of N-glycan glycoproteins carrying Lewis x and site-specific N-glycan alterations in Fut9 knockout mice. J Proteome Res. 2015. 14(9):3823-3834.
13. Sasaki R, Yamasaki K, Abiru S, Komori A, Nagaoka S, Saeki A, Hashimoto S, Bekki S, Kugiyama Y, Kuno A, Korenaga M, Togayachi A, Ocho M, Mizokami M, Narimatsu H., Ichikawa T, Nakao K, Yatsuhashi H. Serum Wisteria Floribunda Agglutinin-Positive Mac-2 Binding Protein Values Predict the Development of Hepatocellular Carcinoma among Patients with Chronic Hepatitis C after Sustained Virological Response.　PLoS One. 2015. 10(6):e0129053.
14. Tamaki N, Kurosaki M, Kuno A, Korenaga M, Togayachi A, Gotoh M,Nakakuki N, Takada H, Matsuda S, Hattori N, Yasui Y, Suzuki S,Hosokawa T, Tsuchiya K, Nakanishi H, Itakura J, Takahashi Y, Mizokami M, Narimatsu H., Izumi N. Wisteria floribunda agglutinin positive human Mac-2-binding protein as a predictor of hepatocellular carcinoma development in chronic hepatitis C patients. Hepatol Res. 2015. 45(10):E82-88.
15. Hirao Y, Matsuzaki H, Iwaki J, Kuno A, Kaji H, Ohkura T, Togayachi A, Abe M, Nomura M, Noguchi M, Ikehara Y, Narimatsu H. Glycoproteomics Approach for Identifying Glycobiomarker Candidate Molecules for Tissue Type Classification of Non-small Cell Lung Carcinoma. J Proteome Res. 2014. 13(11):4705-4716.
16. Akiyoshi S, Nomura KH, Dejima K, Murata D, Matsuda A, Kanaki N, Takagi T, Mihara H, Nagaishi T, Furukawa S, Ando KG, Yoshina S, Mitani S, Togayachi A, Suzuki Y, Shikanai T, Narimatsu H., Nomura K. RNAi screening of human glycogene orthologs in the nematode Caenorhabditis elegans and the construction of the C. elegans glycogene database (CGGDB). Glycobiology. 2015. 25(1):8-20.
17. Yamasaki K, Tateyama M, Abiru S, Komori A, Nagaoka S, Saeki A, Hashimoto S, Sasaki R, Bekki S, Kugiyama Y, Miyazoe Y, Kuno A, Korenaga M, Togayachi A, Ocho M, Mizokami M, Narimatsu H.,Yatsuhashi H. Elevated serum levels of WFA+ -M2BP predict the development of hepatocellular carcinoma in hepatitis C patients. Hepatology. 2014. 60(5):1563-1570.
18. Kashiwazaki H, Kakizaki M, Ikehara Y, Togayachi A, Narimatsu H.,Watanabe R. Mice lacking α1,3-fucosyltransferase 9 exhibit modulation of in vivo immune responses against pathogens. Pathol Int. 2014.
    64(5):199-208.
19. Toshima T, Shirabe K, Ikegami T, Yoshizumi T, Kuno A, Togayachi A, Gotoh M, Narimatsu H., Korenaga M,Mizokami M, Nishie A, Aishima S, Maehara Y. A novel serum marker, glycosylated Wisteria floribunda-positive Mac-2 binding protein (WFA+-M2BP), for assessing liver fibrosis. J Gastroenterol. 2015. 50(1):76-84.
20. Sogabe M, Nozaki H, Tanaka N, Kubota T, Kaji H, Kuno A, Togayachi A, Gotoh M, Nakanishi H, Nakanishi T, Mikami M, Suzuki N, Kiguchi K,Ikehara Y, Narimatsu H. A Novel Glyco-biomarker for Ovarian Cancer
    That Detects Clear Cell Carcinoma. J Proteome Res. 2014 Mar 7;13(3):1624-1635.
21. Ocho M, Togayachi A, Iio E, Kaji H, Kuno A, Sogabe M, Korenaga M,Gotoh M, Tanaka Y, Ikehara Y, Mizokami M, Narimatsu H. Application of a glycoproteomics-based biomarker development method:
    Alteration in glycan structure on colony stimulating factor 1 receptor is a possible glycobiomarker candidate for evaluation of liver cirrhosis. J Proteome Res. 2014. 13: 1428−1437.
22. Kumar A, Torii T, Ishino Y, Muraoka D, Yoshimura T, Togayachi A, Narimatsu H., Ikenaka K, Hitoshi S. The Lewis X-related α1,3-Fucosyltransferase, Fut10, Is Required for the Maintenance of Stem Cell Populations. J Biol Chem. 2013. 288: 28859-28868.
23. Kaji H., Ocho M, Togayachi A, Kuno A, Sogabe M, Ohkura T, Nozaki H,Angata T, Chiba Y, Ozaki H, Hirabayashi J, Tanaka Y, Mizokami M,Ikehara Y, Narimatsu H. Glycoproteomic Discovery of Serological Biomarker Candidates for HCV/HBV Infection-Associated Liver Fibrosis and Hepatocellular Carcinoma. J Proteome Res. 2013. 12(6):2630-2640.
24. Hirao Y, Ogasawara S, Togayachi A, Matsuno Y, Ocho M, Yamashita K,Watanabe M, Nakamori S, Ikehara Y, Narimatsu H. Identification of core proteins carrying the sialyl Lewis a epitope in pancreatic cancers. J. Mol. Biomark. Diagn. (2012) Volume 3, Issue 3. 1000124.
25. Liu, TW, Kaji H, Togayachi A, Ito H, Sato T, Narimatsu H. A chemoenzymatic approach toward the identification of fucosylated glycoproteins and mapping of N-glycan sites. Glycobiology. 2012.22(5): 630-637.
26. Fan X, Kondo Y, Tokuda N, Ohmi Y, Ando R, Umezu T, Zhang Q, Furukawa K, Shibata K, Togayachi A, Narimatsu H, Okajima T, Kikkawa K, Furukawa K. Strong antibody reaction against glycosphingolipids injected in liposome-embedded forms in beta3GN-T5 knockout mice. Nagoya J Med Sci. 2011. 73(3-4): 137-146.
27. Sato T, Kudo T, Ikehara Y, Ogawa, H, Hirano T., Kiyohara, K, Hagiwara, K, Togayachi A, Ema M, Takahashi S, Kimata K, Watanabe H, and Narimatsu H. Chondroitin sulfate N-acetylgalactosaminyltransferase 1 is necessary for normal endochondral ossification and aggrecan metabolism. J. Biol. Chem.,2011. 286: 5803-5812.
28. Peng C, Togayachi A, Kwon YD, Xie C, Wu G, Zou X, Sato T, Ito H, Tachibana K, Kubota T, Noce T, Narimatsu H,and Zhang, Y.Identification of a novel human UDP-GalNAc transferase with unique catalytic activity and expression profile. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2010. 402: 680-686.
29. Togayachi A, Kozono Y, Ikehara Y, Ito H, Suzuki N, Tsunoda Y, Abe S, Sato T, Nakamura K, Suzuki M, Goda HM, Ito M, Kudo T, Takahashi S, and Narimatsu H. Lack of lacto/neolacto-glycolipids enhances the formation of glycolipid-enriched microdomains, facilitating B cell activation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2010. 107: 11900-11905.
30. Kondo Y, Tokuda N, Fan X, Yamashita T, Honke K, Takematsu H, Togayachi A, Ohta M, Kotzusumi Y,Narimatsu H,Tajima O, Furukawa K, and Furukawa K. Glycosphingolipids are not pivotal receptors for Subtilase cytotoxin in vivo: sensitivity analysis with glycosylation-defective mutant mice. Biochem. Biophys. Res. Commun., 2009. 378:179-181.
31. Togayachi A, Kozono Y, Ishida H, Abe S, Suzuki N, Tsunoda Y, Hagiwara K, Kuno A, Ohkura T, Sato N, Sato T, Hirabayashi J, Ikehara Y, Tachibana K and Narimatsu H. Polylactosamine on glycoproteins influences basal levels of lymphocyte and macrophage activation. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2007. 104: 15829-15834.
32. Tateno H, Uchiyama N, Kuno A, Togayachi A, Sato T, Narimatsu H, and Hirabayashi J. A novel strategy for mammalian cell surface glycome profiling using lectin microarray. Glycobiology, 2007. 17:1138-1146.
33. Kudo T, Fujii T, Ikegami S, Inokuchi K, Takayama Y, Ikehara Y, Nishihara S, Togayachi A, Takahashi S, Tachibana K, Yuasa S, and Narimatsu H. Mice lacking 1,3-fucosyltransferase IX demonstrate disappearance of Lewis x structure in brain and increased anxiety-like behaviors. Glycobiology, 2007. 17: 1-9.ほか
34. 雄長誠、栂谷内晶：グライコプロテオミクス技術開発と医療への応用 肝疾患血清糖鎖バイオマーカーの開発―グライコプロテオミクス技術の疾患糖鎖バイオマーカー開発への応用例、医学のあゆみ、249巻8号、661-665ページ、2014年05月
35. 成松久、梶裕之、舘野浩章、亀山昭彦、栂谷内晶、川嵜敏祐、前田真砂子、鹿内俊秀、山田一作、澤木弘道：糖鎖統合データベースJCGGDB、実験医学増刊「第3の生命鎖 糖鎖の機能と疾患」、208(1676)-213、2013年6月
36. 鹿野司、松尾義之、成松久、池原譲、新間陽一、栂谷内晶、亀山昭彦、平林淳、千葉靖典、鹿内俊秀、伊藤浩美、久野敦、成松久：きちんとわかる糖鎖工学、白日社、2008年9月
37. 栂谷内晶、小園裕子、佐藤隆、久野敦、平林淳、池原譲、成松久：ポリラクトサミン糖鎖の免疫系での役割、遺伝子医学MOOK No.11「臨床糖鎖バイオマーカーの開発 -糖鎖機能の解明とその応用」、210-216、株式会社メディカルドゥ、2008年9月
38. 栂谷内晶、小園裕子、佐藤隆、久野敦、平林淳、池原譲、成松久： ポリラクトサミン糖鎖による細胞機能調節、蛋白質 核酸 酵素9月号増刊「糖鎖情報の独自性と普遍性」、53: 1590-1597、共立出版、2008年9月
39. 小笠原諭、栂谷内晶、佐藤隆、成松久：ムチン合成遺伝子、THE LUNG perspectives、15: 68-74、2007年1月
40. 立花宏一、栂谷内晶、權娟大、成松久：ほとんど終了したヒト糖鎖遺伝子クローニング、バイオテクノロジージャーナル、6: 289-293、2006年4月 ほか

1. 産業技術総合研究所・理事長賞（本格研究）、2015年4月3日 成松久、久野敦、梶裕之、栂谷内晶、佐藤隆、池原譲、後藤雅式 「肝疾患糖鎖バイオマーカーの開発」
2. 第14回 糖質学会奨励賞（生物系）、第30回日本糖質学会年会、新潟、2011年7月11日（14th Young Investigator Award, The Japanese Society of Carbohydrate Research）栂谷内晶「糖転移酵素遺伝子の単離と機能解析 〜β1,3-結合糖転移酵素ファミリーのクローニングと機能解析を中心に〜」
3. 第26回日本糖質学会年会・弟10回ポスター賞（生物系）（仙台、2006年8月23〜25日）栂谷内晶「β1,3-N-アセチルグルコサミン転移酵素2遺伝子ノックアウトマウスの解析」（10th Poster Award, The Japanese Society of Carbohydrate Research: Analysis of mice lacking β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 2 which synthesize polylactosamine chain.）

1. Togayachi A. Identification of polylactosamine carrier glycoprotein and its molecular function. Trends in Glycoscience and Glycotechnology. 2019. 31(181), SE65-66.
2. Narimatsu H, Suzuki Y, Aoki-Kinoshita KF, Fujita N, Sawaki H, Shikanai T, Sato T, Togayachi A, Yoko-o T, Angata K, Kubota T, Noro E.GlycoGene Database (GGDB) on the Semantic Web. A Practical Guide to Using Glycomics Databases, 2016. 163-175. 2016年12月6日
3. Togayachi A. Polylactosamine and immunity. Glycoscience: Biology and Medicine. Vol. 1: 691-698, 2015. (Chapter85)
4. Angata K, Sato T, Togayachi A, Narimatsu H. Beta1,3-N-acetylgalactosaminyltransferase 2 (B3GALNT2). Handbook of Glycosyltransferases and Related Genes. 2nd edition. Vol. 1: 439-445, 2014 (Mar 3).
5. Togayachi A., and Narimatsu H. Handbook of Glycosyltransferases and Related Genes. 2nd edition. Vol. 1: 89-100, 2014.　以下の章を担当執筆した。
   UDP-Gal: -GlcNAc 1,3-galactosyltransferase 5 (B3GALT5).
   UDP-GlcNAc: β-Gal β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 2 (B3GNT2).
   UDP-GlcNAc: β-Gal β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 4 (B3GNT4).
   UDP-GlcNAc: β-Gal β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 5 (B3GNT5).
   UDP-GlcNAc: β-Gal β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 6 (B3GNT6).
   UDP-GlcNAc: β-Gal β1,3-N-acetylglucosaminyltransferase 8 (B3GNT8).
6. Togayachi A, and Narimatsu H. 3GnT2 (B3GNT2), a major polylactosamine synthase: Analysis of B3gnt2-deficient mice. Methods Enzymol., 479: 185-204, 2010
7. Togayachi A, Shikanai T, Kwon YD. and Narimatsu H. A Database System for Glycogenes (GGDB). Experimental Glycoscience, 423-425, Springer, 2008.
8. Togayachi A, Sato T, and Narimatsu H. 1,3-glycosyltransferase gene family and IGnT gene family. Experimental Glycoscience, 24-29, Springer, 2008.
9. Togayachi A, Sato T, and Narimatsu H. Comprehensive enzymatic characterization of glycosyltransferases with a 3GT or 4GT motif. Methods Enzymol., 416: 91-102, 2006.ほか

糖鎖生物学、細胞生物学、⽣化学

(1) 糖鎖遺伝子(糖転移酵素遺伝子)の解析
(2) 糖鎖遺伝子改変による糖鎖の生物機能解析
(3) 疾患糖鎖標的分子の探索と診断技術開発