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Inhibitory mechanisms of sphingolipid metabolizing enzyme activity by Mycobacterium tuberculosis-derived ManLAM

Research Project

Project/Area Number 17K10031
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Infectious disease medicine
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

Nakayama Hitoshi  順天堂大学, 医療看護学部, 先任准教授 (70514933)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords結核菌 / 病原性抗酸菌 / リポアラビノマンナン / ManLAM / 自然免疫 / スフィンゴ脂質代謝 / 好中球 / 食胞成熟 / スフィンゴ脂質代謝酵素 / スフィンゴ脂質 / ラクトシルセラミド / マイクロドメイン / ヒト好中球 / 抗酸菌感染 / マンノースキャップ型リポアラビノマンナン / 脂質ドメイン
Outline of Final Research Achievements

Lipoarabinomannan (LAM) is glycolipid that abundantly present in the cell walls of all mycobacterial species, including Mycobacterium tuberculosis. In particular, M. tuberculosis are known to have ManLAM and inhibit phagosome maturation. However, the detailed molecular mechanism is not well understood. The principal investigator hypothesized that ManLAM directly inhibits sphingolipid metabolism associated with LacCer-enriched lipid rafts in mycobacteria-containing phagosomes, resulting in intracellular survival of pathogenic mycobacteria, such as M. tuberculosis. The principal investigator found that pathogenic mycobacteria use ManLAM to inhibit the production of bioactive lipids through LacCer-enriched lipid rafts-dependent sphingolipid metabolism, thereby preventing phagosome maturation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究を行ったことで、スフィンゴ脂質代謝酵素及び生理活性脂質が関与する食胞成熟機構の全容解明に近づいた。このような学術的意義だけでなく、本研究では病原性抗酸菌がManLAMを利用してどのようにヒト自然免疫担当細胞内のスフィンゴ脂質代謝へ影響を与え寄生するのかを詳らかにした。そのため本研究成果は、上記メカニズムを標的とした新規病原性抗酸感染症の治療薬や治療法の開発に結び付いており、極めて社会的意義が大きいものである。

Report

(7 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (39 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 5 results) Presentation (27 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 6 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Biochemical and microscopic analyses for sphingolipids and its related molecules in phagosomes.2023

    • Author(s)
      Nakayama H, Hanafusa K, Iwabuchi K.
    • Journal Title

      Methods Mol Biol, 2023 Jan; MIMB 2613: Glycolipids:

      Volume: 2613 Pages: 203-214

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2910-9_16

    • ISBN
      9781071629093, 9781071629109
    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 自然免疫におけるスフィンゴ脂質の役割2022

    • Author(s)
      中山仁志
    • Journal Title

      FOOD STYLE 21

      Volume: 26 (11) Pages: 34-38

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  • [Journal Article] Mycobacterium avium-intracellulare complex promote release of pro-inflammatory enzymes matrix metalloproteinases by inducing neutrophil extracellular trap formation2022

    • Author(s)
      Kota Nakamura, Hitoshi Nakayama, Shinichi Sasaki, Kazuhisa Takahashi, Kazuhisa Iwabuchi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12(1) Issue: 1 Pages: 5181-5181

    • DOI

      10.1038/s41598-022-09017-y

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lactosylceramide-enriched microdomains mediate human neutrophil immunological functions via carbohydrate-carbohydrate interaction2022

    • Author(s)
      Kazuhisa Iwabuchi, Hitoshi Nakayama, Kei Hanafusa
    • Journal Title

      Glycoconjugate Journal

      Volume: 39(2) Issue: 2 Pages: 239-246

    • DOI

      10.1007/s10719-022-10060-0

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  • [Journal Article] Identification of anti-lipoarabinomannan antibodies against mannan core and their effects on phagocytosis of mycobacteria by human neutrophils2022

    • Author(s)
      Hitoshi Nakayama, Eriko Oshima, Tomomi Hotta, Kei Hanafusa, Kota Nakamura, Noriko Yokoyama, Hideoki Ogawa, Kenji Takamori, Kazuhisa Iwabuchi
    • Journal Title

      Tuberculosis (Edinb)

      Volume: 132 Pages: 102165-102165

    • DOI

      10.1016/j.tube.2022.102165

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multiplicity of Glycosphingolipid-Enriched Microdomain-Driven Immune Signaling2021

    • Author(s)
      Noriko Yokoyama, Kei Hanafusa, Tomomi Hotta, Eriko Oshima, Kazuhisa Iwabuchi, Hitoshi Nakayama
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22(3) Issue: 17 Pages: 9565-9565

    • DOI

      10.3390/ijms22179565

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  • [Journal Article] Lysophosphatidylglucoside is a GPR55 -mediated chemotactic molecule for human monocytes and macrophages2021

    • Author(s)
      Li Xiaojia、Hanafusa Kei、Kage Madoka、Yokoyama Noriko、Nakayama Hitoshi、Hotta Tomomi、Oshima Eriko、Kano Koki、Matsuo Ichiro、Nagatsuka Yasuko、Takamori Kenji、Ogawa Hideoki、Hirabayashi Yoshio、Iwabuchi Kazuhisa
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 569 Pages: 86-92

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.06.090

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Glycosphingolipid-Enriched Lipid Rafts-Mediated Pathogen Recognition Systems2019

    • Author(s)
      Hitoshi Nakayama, Kazuhisa Iwabuchi
    • Journal Title

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      Volume: 31 Issue: 184 Pages: E141-E149

    • DOI

      10.4052/tigg.1766.1E

    • NAID

      130007751012

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • Year and Date
      2019-11-25
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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Propofol on the Production of Inflammatory Cytokines by Human Polarized Macrophages2019

    • Author(s)
      Kochiyama T, Li X, Nakayama H, Kage M, Yamane Y, Takamori K, Iwabuchi K, Inada E
    • Journal Title

      Mediators of Inflammation

      Volume: Volume 2019 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1155/2019/1919538

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of Glycosphingolipids and Glycosphingolipid-Enriched Lipid Rafts in Immunological Functions.2018

    • Author(s)
      Nakayama H, Nagafuku M, Suzuki A, Iwabuchi K, Inokuchi JI.
    • Journal Title

      Methods Mol Biol.

      Volume: 1804 Issue: 23 Pages: 83-95

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13275

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 病原性抗酸菌によるスフィンゴ脂質代謝抑制を利用した殺菌回避機構について2022

    • Author(s)
      中山仁志, 花房慶, 堀田知美, 大嶋恵理子, 岩渕和久
    • Organizer
      第64回日本脂質生化学会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マンナンコアに対するIgM抗体の同定ならびにそれらが貪食細胞による抗酸菌の貪食過程へ与える影響2022

    • Author(s)
      中山仁志, 花房慶, 山地俊之, 大嶋恵理子, 岩渕和久
    • Organizer
      第41回日本糖質学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] スフィンゴ脂質による自然免疫機能の制御2022

    • Author(s)
      中山仁志
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      第15回セラミド研究会学術集会・第16回スフィンゴテラピィ研究会合同年会
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      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 抗リポアラビノマンナン抗体の結合特異性ならびに自然免疫細胞による抗酸菌貪食への効果に関する検討2022

    • Author(s)
      中山仁志, 花房慶, 山地俊之, 大嶋恵理子, 堀田知美, 岩渕和久
    • Organizer
      第6回糖鎖免疫研究会
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  • [Presentation] 抗酸菌感染における食胞膜マイクロドメインを介したスフィンゴ脂質代謝について2021

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      中山仁志, 花房慶, 堀田知美, 大嶋恵理子, 岩渕和久
    • Organizer
      第15回スフィンゴテラピー研究会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] NETsと非結核性抗酸菌症の病原性について2021

    • Author(s)
      中村洸太, 中山仁志, 佐々木信一, 岩渕和久
    • Organizer
      第5回抗酸菌研究会
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  • [Presentation] 結核菌の殺菌回避に関わるα(1,2)マンナン(ManCap)の合成とその機能評価2021

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      村上和哉, 渡邉真衣, 花房慶, 中山仁志, 岩渕和久, 田中浩士
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      第40回日本糖質学会年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 病原性抗酸菌がヒト好中球のファゴソームにおけるスフィンゴ脂質代謝へ与える影響について2021

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      中山仁志, 堀田知美, 大嶋恵理子, 花房慶, 中村洸太, 岩渕和久
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      第94回日本生化学会大会(Web開催)
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  • [Presentation] 抗酸菌感染阻害作用を有するα(1, 2)分 岐マンナン誘導体の合成研究2020

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      山田遥香, 杉山寛崇, 花房慶, 中山仁志, 岩渕和久, 田中浩士
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      日本化学会第100春季年会
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  • [Presentation] ヒトマクロファージにおいて極長鎖脂肪酸を含むスフィンゴ脂質は免疫応答を制御する2020

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      花房慶, 中山仁志, 山地俊之, 岩渕和久
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      第93回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 極長鎖脂肪酸鎖を含むスフィンゴ脂質によるマクロファージの免疫応答制御について2020

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      花房慶, 中山仁志, 山地俊之, 岩渕和久
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      第13回セラミド研究会学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトマクロファージの免疫応答における極長鎖脂肪酸鎖を含むス フィンゴ脂質の役割2020

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      花房慶, 中山仁志, 山地俊之, 岩渕和久
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      第39回日本糖質学会年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] スフィンゴ糖脂質が作り出す機能構造による自然免疫制御機構2020

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      中山仁志, 岩渕和久
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      第93回日本生化学会大会シンポジウム“生物学と化学による糖が付加された脂質の理解と制御に向けて”
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  • [Presentation] 病原性抗酸菌がヒト好中球のスフィンゴ脂質代謝機構へ与える影響2019

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      中山仁志, 堀田知美, 中村洸太, 岩渕和久
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Sphingolipid-mediated signaling in mycobacteria-infected phagocytes2019

    • Author(s)
      Nakayama H
    • Organizer
      1st Japan-Europe Workshop on Glycosphingolipids and Membrane Homeostasis
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] リポ多糖によるスフィンゴ糖脂質の脂質ラフトを介した炎症誘導機構2019

    • Author(s)
      中山仁志, 横山紀子, 岩渕和久
    • Organizer
      第38回日本糖質学会, ワークショップ「糖脂質を基軸とした横展開」
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Role of LacCer in LPS-mediated innate immunological functions2019

    • Author(s)
      Nakayama H, Yokoyama N, Iwabuchi K
    • Organizer
      25th International Symposium on Glycoconjugates
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Sphingolipid metabolic pathways play essential roles in the fusion of lysosomes to Mycobacterium-containing phagosomes2019

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      Nakayama H, Iwabuchi K
    • Organizer
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids(ICBL)
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒト好中球における病原性抗酸菌によるスフィンゴ脂質代謝阻害2018

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      中山仁志、岩渕和久
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      第60回日本脂質生化学会(東京)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ラクトシルセラミドの脂質ラフトを介したヒト好中球の炎症応答2018

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      中山仁志、横山紀子、堀田知美、岩渕和久
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      第37回日本糖質学会(仙台)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] CD14とCD11b/CD18はラクトシルセラミドの脂質ラフトを利用することでヒト好中球の炎症応答を仲介する2018

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      中山仁志、堀田知美、中村洸太、岩渕和久
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      第91回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 抗酸菌によるヒト貪食細胞におけるスフィンゴ糖脂質のラフトを介したシグナル伝達への影響2018

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      中山仁志、横山紀子、堀田知美、岩渕和久
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      第11回セラミド研究会 学術集会
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ヒト好中球におけるLPS応答はラクトシルセラミドのリピドラフトにより仲介される2018

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      中山仁志、岩渕和久
    • Organizer
      糖鎖免疫 Glyco-Immunology 2018
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Sphingolipid-mediated signaling pathways play essential roles in Mycobacterium-containing phagosomes maturation2018

    • Author(s)
      Nakayama H, Iwabuchi K
    • Organizer
      The U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program, 52nd Mycobacteria Panel Meeting
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      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] ラクトシルセラミドはヒト好中球におけるCD14を介したNF-κB活性化と貪食反応に関与する2017

    • Author(s)
      中山仁志、岩渕和久
    • Organizer
      第36回日本糖質学会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 極長鎖脂肪酸(C24)を含むラクトシルセラミドはヒト好中球によるCD14を介した貪食に必要である2017

    • Author(s)
      中山仁志、栗原秀剛、堀田知美、岩渕和久
    • Organizer
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio)
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 抗酸菌によるスフィンゴ脂質代謝阻害機構2017

    • Author(s)
      中山仁志、岩渕和久
    • Organizer
      第2回抗酸菌研究会
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      2017 Research-status Report
  • [Book] The Lipid 2022年4月号 病原微生物に対する自然免疫応答に脂質がどのように関与するか2022

    • Author(s)
      中山仁志, 岩渕和久
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      メディカルレビュー社
    • ISBN
      9784779226052
    • Related Report
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  • [Book] セラミド研究の新展開 第15章 ラクトシルセラミドを介した免疫機能2019

    • Author(s)
      中山仁志, 岩渕和久
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      食品化学新聞社
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2024-01-30  

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