このEMARS法を利用して、抗体医薬創薬、がん診断法の新規開発を行っている。

②「Proximity Labeling」を用いたパンデミックウイルス受容体・感染関連分子の同定

COVID-19は世界中の人々にとって真の脅威であり、SARS-CoV-2とその変異株、ひいては今後出現が予見されるパンデミックウイルスの生物学的特徴を理解することは、人類へのウイルスの脅威を軽減するために不可欠である。ウイルスの宿主細胞への侵入に寄与する宿主細胞側の感染関連分子（特にウイルス（共）受容体タンパク質）の解析は、ウイルス感染制御に役立つ重要な手がかりを提供すると考えられる。本研究では、最近注目されているProximity Labelingを利用して、SARS-CoV-2スパイクタンパク質と宿主細胞膜との結合部位近傍に存在する宿主細胞感染関連分子候補を同定する技術を開発した。本法は、当該ウイルスのスパイクタンパク質とその宿主細胞があれば実施可能であり、SARS-CoV-2ウイルスの変異株やその他のウイルスにも応用可能であると推測され、今後のパンデミックウイルスに対する感染関連分子の迅速同定に寄与できる可能性がある。

（２０２０年～）*Corresponding author

・Kotani N*, Shinomiya S, Amimoto T, Nakano M, Nakagome K, Nagata M

Assays for surface antigens in extracellular vesicles using proximity labeling strategy.

Methods in Cell Biology, in press

・Kotani N*, Araki T, Miyagawa-Yamaguchi A, Amimoto T, Nakano M, Honke K

Proximity Labeling and Proteomics: Get to Know Neighbors

Methods in Enzymology, 679:131-162 (2023).

・Kotani N*, Nakano T, and Kuwahara R.

Host cell membrane proteins located near SARS-CoV-2 spike protein attachment sites are identified using proximity labeling and proteomic analysis.

    J. Biol .Chem., 293(11):102500. (2022).

・Yesmin F, Bhuiyan RH, Ohmi Y, Yamamoto S, Kaneko K, Ohkawa Y, Zhang P, Hamamura K, Cheung NV, Kotani N, Honke K,  

    Okajima T, Kambe M, Tajima O, Furukawa K, Furukawa K. 

    Ganglioside GD2 Enhances the Malignant Phenotypes of Melanoma Cells by Cooperating with Integrins.

Int. J. Mol Sci. 23(1):423. (2022).

・Kaneda H, Ida Y, Kuwahara R, Sato I, Nakano T, Tokuda H, Sato T, Murakoshi T, Honke K, Kotani N*.

Proximity Proteomics Has Potential for Extracellular Vesicle Identification.

J. Proteome Res. 20(7), 3519–3531 (2021).   

・Kotani N, Miyagawa-Yamaguchi A, Honke K

The Enzyme-Mediated Activation of Radical Sources (EMARS) Reaction: A New Tool for Identification of Membrane Microdomain-Associated GPI-Anchored Glycoprotein Partners In: Barchi, Jr, Joseph (ed.)

Comprehensive Glycoscience, 2nd edition vol. [5], p364-371 (2021).

・Nakano T, Inoue I, Takenaka Y, Ito R, Kotani N, Sato S, Nakano Y, Hirasaki M, Shimada A, Murakoshi T. 

Ezetimibe impairs transcellular lipid trafficking and induces large lipid droplet formation in intestinal absorptive epithelial cells. 

Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular and Cell Biology of Lipids 1865(12) 158808 (2020). 

（２０１０年～２０１９年）*Corresponding author

・Kotani N*, Yamaguchi A, Ohnishi T, Kuwahara R, Nakano T, Nakano Y, Ida Y, Murakoshi T, Honke K.

Proximity proteomics identifies cancer cell membrane cis-molecular complex as a potential cancer target.

Cancer Sci. 110(8):2607-2619 (2019).  

・Hirasaki M, Mizuno Y, Ida Y, Murakoshi T, Okuda A, Kotani N*.

Identification and characterization of splenic adherent cells forming densely-packed colonies.

Dev. Growth Differ. 61(4):283-293 (2019). 

・Honke K, Miyagawa-Yamaguchi A, Kotani N.

Proximity Labeling: The EMARS Reaction for Proximity Labeling.

Methods Mol. Biol. 2008:p1-12 (2019).

・Kotani N*, Ida Y, Nakano T, Sato I, Kuwahara R, Yamaguchi A, Tomita M, Honke K, Murakoshi T.

Tumor-dependent secretion of close homolog of L1 results in elevation of its circulating level in mouse model for human lung tumor.

Biochem. Biophys. Res. Commun. 501(4):982-987 (2018). 

・ Imamaki R, Ogawa K, Kizuka Y, Komi Y, Kojima S, Kotani N, Honke K, Honda T, Taniguchi N, Kitazume S.

Glycosylation controls cooperative PECAM-VEGFR2-β3 integrin functions at the endothelial surface for tumor angiogenesis. 

Oncogene 37(31):4287-4299 (2018). 

・Nakano T, Inoue I, Takenaka Y, Ikegami Y, Kotani N, Shimada A, Noda M, Murakoshi T. 

Luminal plant sterol promotes brush border membrane-to-lumen cholesterol efflux in the small intestine.  

J. Clin. Biochem. Nutr. 63(2):102-105 (2018). 

・Esaki N, Ohkawa Y, Hashimoto N, Tsuda Y, Ohmi Y, Bhuiyan RH, Kotani N, Honke K, Enomoto A, Takahashi M, Furukawa K,   

    Furukawa K.

ASC amino acid transporter 2, defined by enzyme-mediated activation of radical sources, enhances malignancy of GD2-positive small-cell lung cancer.

Cancer Sci. 109(1):141-153 (2018). 

・Kotani N*, Nakano T, Ida Y, Ito R, Hashizume M, Yamaguchi A, Seo M, Araki T, Hojo Y, Honke K, Murakoshi T.

Analysis of Lipid Raft Molecules in the Living Brain Slices.

Neurochem. Int. 119:140-150 (2018). 

・本家孝一, 山口亜利沙，小谷典弘

「EMARS法の開発と膜マイクロドメイン研究への応用」

生体の科学　69(3)258-262 (2018).

・Kaneko K, Ohkawa Y, Hashimoto N, Ohmi Y, Kotani N, Honke K, Ogawa M, Okajima T, Furukawa K, Furukawa K.

Neogenin defined as a GD3-associated molecule by enzyme-mediated activation of radical sources confers malignant properties via intra-cytoplasmic domain in melanoma cells.

J. Biol .Chem. 291(32):16630-16643 (2016). 

・菊野晃, 加藤博之, 小谷典弘, 坂本輝彦, 清水悟, 大塚洋子, 山田理恵子, 成高義彦, 藤林真理子, 渡辺伸一郎, 村越隆之.

「大腸腫瘍における腫瘍組織テロメラーゼ活性に関する検討」

東京女子医科大学雑誌　86(4), 152-159 (2016).

・Miyagawa-Yamaguchi A, Kotani N, Honke K.

Each GPI-anchored protein species forms a specific lipid raft depending on its GPI attachment signal.  

Glycoconj. J. 32(7):531-40 (2015). 

・Ohkawa Y, Momota H, Kato A, Hashimoto N, Tsuda Y, Kotani N, Honke K, Suzumura A, Furukawa K, Ohmi Y, Natsume A, 

    Wakabayashi T, 

　Furukawa K. 

Ganglioside GD3 Enhances Invasiveness of Gliomas by Forming a Complex with Platelet-derived Growth Factor Receptor α and Yes Kinase.

J. Biol. Chem. 290(26):16043-58 (2015). 

・Kotani N*, Honke K

EMARS (Enzyme-Mediated activation of Radical Sources) Methods for Molecular Interaction Analysis.    

GlycoPOD, (http://jcggdb.jp/GlycoPOD/protocolShow.action?nodeId=t234) (2015).

・Miyagawa-Yamaguchi A, Kotani N, Honke K. 

Expressed glycosylphosphatidylinositol-anchored horseradish peroxidase identifies co-clustering molecules in individual lipid raft domains. 

PLoS One 9(3):e93054 (2014). 

・Miyagawa-Yamaguchi A, Kotani N, Honke K.

Segregation of lipid rafts revealed by the EMARS method using GPI-anchored HRP fusion proteins.  

Trends Glycosci. Glycotechnol. 26 (149), 59-69 (2014).

・本家孝一, 小谷典弘

「第三の生命鎖　糖鎖の機能と疾患」第4章　EMARSを用いた最近の研究. 

実験医学 31(10) :192-197 (2013).

・Hashimoto N, Hamamura K, Kotani N, Furukawa K, Kaneko K, Honke K, Furukawa K. 

Proteomic analysis of ganglioside-associated membrane molecules: substantial basis for molecular clustering. 

Proteomics 12(21):3154-63 (2012). 

・Kotani N, Ishiura Y, Yamashita R, Ohnishi T, Honke K. 

Fibroblast growth factor receptor 3 (FGFR3) associated with the CD20 antigen regulates the rituximab-induced proliferation inhibition in B-cell lymphoma cells.

J. Biol. Chem. 287(44):37109-18 (2012).   

・Jiang S, Kotani N*, Ohnishi T, Miyagawa-Yamguchi A, Tsuda M, Yamashita R, Ishiura Y, Honke K. 

A proteomics approach to the cell-surface interactome using the enzyme-mediated activation of radical sources reaction. 

Proteomics 12(1):54-62 (2012). 

・Honke K, Kotani N

Identification of Cell-Surface Molecular Interactions under Living Conditions by Using the Enzyme-Mediated Activation of Radical Sources (EMARS) Method. (review) 

Sensors 12(12), 16037-16045 (2012).

・本家孝一, 小谷典弘

「生細胞膜上の分子間相互作用解析試薬「EMARS試薬Ar-Flu」の開発」

バイオインダストリー 29(9):37-42 (2012).

・Yamashita R, Kotani N*, Ishiura Y, Higashiyama S, Honke K.

Spatiotemporally-regulated interaction between β1 integrin and ErbB4 that is involved in fibronectin-dependent cell migration. 

J. Biochem. 149(3):347-55 (2011).

・Taniuchi K, Cerny RL, Tanouchi A, Kohno K, Kotani N, Honke K, Saibara T, Hollingsworth MA. 

Overexpression of GalNAc-transferase GalNAc-T3 promotes pancreatic cancer cell growth. 

Oncogene 30(49):4843-54 (2011).

・Honke K, Kotani N.

The EMARS reaction: A new approach to identify partners of a given molecule in membrane microdomains. (review) 

J. Neurochem. 116(5):690-695 (2011).

・小谷典弘，本家孝一

「新規ラジカル反応を用いた細胞膜上分子間相互作用の解析」

生化学（日本生化学会学会誌） 83(8):754-758 (2011).

・本家孝一, 小谷典弘

「生きている細胞の細胞表面で会合している分子を見つける」

口腔組織培養学会誌 20(2):1-8 (2011).

・Ishiura Y#, Kotani N*#, Yamashita R, Yamamoto H, Kozutsumi Y, Honke K. 

Anomalous expression of Thy1 in B-cell lymphoma cells and proliferation inhibition by anti-Thy1 antibody treatment. 

Biochem. Biophys. Res. Commun. 396(2):329-34 (2010). 　　#These authors contributed equally to this work.

（２００９年以前）

・小谷典弘，本家孝一

「生細胞膜上の分子間相互作用を簡便に解析する」

蛋白質核酸酵素 54(1):65-71 (2009).

・Kotani N, Gu J, Isaji T, Udaka K, Taniguchi N, Honke K. 

Biochemical visualization of cell surface molecular clustering in living cells. 

Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105(21):7405-9 (2008).

・Taniguchi A, Nemoto Y, Yokoyama A, Kotani N, Imai S, Shuin T, Daibata M.

Promoter methylation of the bone morphogenetic protein-6 gene in association with adult T-cell leukemia. 

Int. J. Cancer. 123(8):1824-31 (2008). 

・小谷典弘，本家孝一

「生細胞膜上分子間相互作用の生化学的可視化技術」

細胞工学 27(11):1168-74 (2008).

・本家孝一, 小谷典弘，山下竜幸

第一章　技術編　糖鎖構造解析技術の開発と医療応用「膜マイクロドメイン糖鎖機能の解明をめざして」

遺伝子医学MOOK 11:81-85 (2008).

・Daibata M, Nemoto Y, Bandobashi K, Kotani N, Kuroda M, Tsuchiya M, Okuda H, Takakuwa T, Imai S, Shuin T, Taguchi H. 

Promoter hypermethylation of the bone morphogenetic protein-6 gene in malignant lymphoma. 

Clin. Cancer Res. 13(12):3528-35 (2007). 

・小谷典弘，本家孝一

「細胞膜マイクロドメイン研究の新展開」

The Lung Perspectives 15(3):85-90 (2007).

・小谷典弘，黒田正幸，石浦嘉人，山下竜右，今井章介

「EBウイルスの癌原性と潜伏感染遺伝子」

化学療法の領域　22(10):1513-20 (2006).

・今井章介，黒田正幸，石浦嘉人，小谷典弘

「EBVと胃癌．ヘルペスウイルス学」

日本臨床 64(3):651-56 (2006).

・今井章介，黒田正幸，小谷典弘，松崎茂展

「H. pylori 感染以外の胃癌の成因（３）EBウイルスと胃癌」 

臨床消化器内科 21(8):1125-32 (2006).

・今井章介，黒田正幸，山下竜右，小谷典弘，石浦嘉人

「難治性EBウイルス関連疾患に対する新たな治療戦略」

臨床とウイルス 34(3):158-63 (2006).

・小谷典弘

分子生物学「共焦点レーザー走査型顕微鏡」

The Lung Perspectives 14(4):449-452 (2006).

・Kotani N, Kitazume S, Kamimura K, Takeo S, Aigaki T, Nakato H, Hashimoto Y.

Characterization of Drosophila aspartic proteases that induce the secretion of a Golgi-resident transferase, heparan sulfate 6-O-sulfotransferase.

J. Biochem. 137(3):315-22 (2005). 

・Cheng X, Zhang Y, Kotani N, Watanabe T, Lee S, Wang X, Kawashima I, Tai T, Taniguchi N, Honke K. 

Production of a recombinant single-chain variable-fragment antibody against sulfoglycolipid. 

J. Biochem. 137(3):415-21 (2005). 

・ Honke K, Zhang Y, Cheng X, Kotani N, Taniguchi N.

Biological roles of sulfoglycolipids and pathophysiology of their deficiency.

Glycoconj. J. 21(1-2):59-62 (2004). 

・北爪しのぶ，小谷典弘，中藤博志，西道隆臣，橋本康弘.

「アルツハイマー病βセクレターゼの基質としての糖転移酵素」

蛋白質核酸酵素 49(15 Suppl):2468-72 (2004).

・Kotani N, Asano M, Inoue N, Iwakura Y, Takasaki S. 

Polylactosamine synthesis and branch formation of N-glycans in beta1,4　-galactosyltransferase-1-deficient mice. 

Arch. Biochem. Biophys. 426(2):258-65 (2004). 

・Kitazume S, Tachida Y, Oka R, Kotani N, Ogawa K, Suzuki M, Dohmae N, Takio K, Saido TC, Hashimoto Y. 

Characterization of alpha 2,6-sialyltransferase cleavage by Alzheimer's beta -secretase (BACE1).

 J. Biol. Chem. 278(17):14865-71 (2003). 

・Arimitsu N, Akimitsu N, Kotani N, Takasaki S, Kina T, Hamamoto H, Kamura K, Sekimizu K. 

Glycophorin A requirement for expression of O-linked antigens on the erythrocyte membrane. 

Genes Cells 8(9):769-77 (2003). 

・Asano M, Nakae S, Kotani N, Shirafuji N, Nambu A, Hashimoto N, Kawashima H, Hirose M, Miyasaka M, Takasaki S, Iwakura 

    Y.

Impaired selectin-ligand biosynthesis and reduced inflammatory responses in beta-1,4-galactosyltransferase-I-deficient mice. 

Blood 102(5):1678-85 (2003).

・Takasaki S, Kotani N.

Analysis of N- and O-glycans by high-pH anion-exchange chromatography with fluorometric and pulsed amperometric detection. 

　Recent Res. Devel. Anal. Biochem. 2:303-13 (2002).

・Kotani N, Asano M, Iwakura Y, Takasaki S. 

Knockout of mouse beta1,4-galactosyltransferase-1 gene results in a dramatic shift of outer chain moieties of N-glycans from type 2 to type 1 chains in hepatic membrane and plasma glycoproteins. 

Biochem. J. 357(Pt 3):827-34 (2001). 

・Takahashi S, Sasaki T, Manya H, Chiba Y, Yoshida A, Mizuno M, Ishida H, Ito F, Inazu T, Kotani N, Takasaki S, Takeuchi M, 

    Endo T. 

A new beta-1,2-N-acetylglucosaminyltransferase that may play a role in the biosynthesis of mammalian O-mannosyl glycans. 

Glycobiology 11(1):37-45 (2001). 

・Kotani N, Asano M, Iwakura Y, Takasaki S. 

Impaired galactosylation of core 2 O-glycans in erythrocytes of beta1,4-galactosyltransferase knockout mice. 

Biochem. Biophys. Res. Commun. 260(1):94-8 (1999). 

・Kotani N, Takasaki S. 

Analysis of 2-aminobenzamide-labeled oligosaccharides by high-pH anion-exchange chromatography with fluorometric detection. 

Anal. Biochem. 264(1):66-73 (1998). 

・Kotani N, Takasaki S. 

Analysis of O-linked oligosaccharide alditols by high-pH anion-exchange chromatography with pulsed amperometric detection. 

Anal. Biochem. 252(1):40-7 (1997).