出生後の発育中の肺におけるN-アセチルニューラミン酸の存在

Presence of N-acetylneuraminic acid in the lung during postnatal development.

• Maria de Fátima Martins
• Marco S Freitas
• Ana Honório-Ferreira
• Carlos Alberto Gonçalves

抄録

シアル酸、特にN-アセチルノイラミン酸（Neu5Ac）は、糖鎖と呼ばれる豊富で複雑なオリゴ糖鎖の末端成分として存在し、細胞表面、特に上皮細胞上に展示されています。シアル酸は細胞の「社会的行動」に重要な役割を果たしており、多くの生理・病理学的現象に重要な役割を果たしている。本研究の目的は、生後4日齢、14日齢、21日齢の動物の精製肺膜中の Neu5Ac を分離、同定、定量することであり、これまでに報告されたデータ（0日齢、成体）との統計解析を行った。補完的な、超構造学的方法論を用いた。調査した生後肺の発達に関連した年齢における Neu5Ac の値の差は、統計学的に有意であることがわかった。Neu5Acの平均値の大幅な上昇は、生後4日目から14日目（P4-P14）までの「バルク」肺胞分極期に認められた。微小血管成熟期（主にＰ１２〜Ｐ２１の間）のＮｅｕ５Ａｃの平均レベルを比較すると、その差は、統計的には有意ではあるが、発生段階間のすべてのペアワイズの差の中で最も低い有意差であることが明らかになった。また、気管支肺胞細胞表面における末端シアル酸を有する亜末端N-アセチルガラクトサミン(GalNAc)/ガラクトース(Gal)残基の存在を、成体と0日齢動物の肺極薄切片を用いて確認した。これらの結果から、Neu5Acのレベルは生後の肺の発達を通して増加するが、このシアル酸は「バルク」肺胞化期には上皮細胞表面に実質的に添加されているが、微小血管成熟期にはその存在はあまり重要ではないことが示された。シアル酸が負に帯電し、隣接する細胞間の電荷の反発を作成していることを念頭に置いて、我々は、彼らが実質的に出生後の肺胞形成と成熟に寄与することができるという仮説を立てた。

Sialic acids, particularly N-acetylneuraminic acid (Neu5Ac), are present as terminal components of rich and complex oligosaccharide chains, which are termed glycans, and are exhibited on the cell surfaces, especially on epithelial cells. Crucial in the 'social behavior' of the cell, sialic acids play vital roles in many physiological and pathological phenomena. The aim of the present study was to separate, identify, and quantify Neu5Ac in purified lung membranes from 4-, 14-, and 21-day-old animals, followed by the statistical analysis of these results with our previously reported data (0-day-old and adult results). Complementary, ultrastructural methodologies were used. The differences in the Neu5Ac values obtained across the examined postnatal-lung development relevant ages studied were found to be statistically significant. A substantial increase in the mean level of this compound was found during the period of 'bulk' alveolarization, which takes place from postnatal day 4 to 14 (P4-P14). The comparison of the mean levels of Neu5Ac, during microvascular maturation (mainly between P12 and P21), reveals that the difference, although statistically significant, is the least significant difference among all the pair-wise differences between the developmental stages. The presence of sub-terminal N-acetylgalactosamine (GalNAc)/Galactose (Gal) residues with terminal sialic acids on the bronchioloalveolar cell surfaces was confirmed using lung ultra-thin sections of adult and 0-day-old animals. These results showed that, although Neu5Ac levels increase throughout postnatal lung development, this sialic acid was substantially added to epithelial cell surfaces during the "bulk" alveolarization period, while its presence was less important during the microvascular maturation period. Bearing in mind that sialic acids are negatively charged and create charge repulsions between adjacent cells, we hypothesized that they can substantially contribute to postnatal alveolar formation and maturation.