Sulfated polysacharides exert biphasic regulations on inflammation and allergic skin diseases: roles of polysaccharide degradation
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19K07091
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
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| Research Institution | Hoshi University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小宮根 真弓 自治医科大学, 医学部, 教授 (00282632)
東 恭平 東京理科大学, 薬学部薬学科, 准教授 (10463829)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
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| Keywords | アレルギー性皮膚炎 / ヘパラナーゼ / 炎症 / 細胞外マトリックス / 基底膜 / ヒアルロン酸 / コンドロイチン硫酸 / フラグメント分子軌道法 / ヘパラン硫酸 / 酵素阻害物質 / 細胞外小胞 / アトピー性皮膚炎 / NF-kappaB / 角質細胞層 / ヘパリン / マスト細胞 / サイトカイン / アレルギー / 硫酸化糖鎖 / 警告因子 |
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| Outline of Research at the Start |
外用剤として皮膚に処方されるヘパリン類似物質などの硫酸化糖鎖は抗炎症作用を有するとされているが、一方で、急性炎症分野の研究からは硫酸化糖鎖の断片が炎症を惹起する鍵分子になり得ると報告された。薬として頻用される硫酸化糖鎖が炎症に対して起炎症・抗炎症という二面性作用を示すための構造基盤を解明することにより、ヘパリン類似物質を安全に使用するための構造上の必要条件を見出したい。さらに、糖鎖切断とそれに伴う警告因子の産生を人為的に阻害することにより、特にステロイド薬でコントロールできない皮膚疾患における炎症反応を抑制するための手立てを探索したい。
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| Outline of Final Research Achievements |
The number of patients with allergic skin inflammation such as atopic dermatitis is estimated to be over 400,000. To ameliorate our understanding on the pathogenesis of atopic dermatitis, we focused on involvement of heparanase in the dermatitis. Heparanase expression was detected in the atopic dermatitis skins. Novel heparanase inhibitors were explored, focusing on chondroitin sulfate and hyaluronic acid that are present in the body. These polysaccharides were sulfated using the chemical modification technique. These sulfated polysaccharides exerted stronger heparanase inhibitory activity than heparin. They were able to suppress heparanase-dependent inflammatory events at the cellular level. In order to clarify molecular basis of the inhibitory effect, fragment molecular orbital method was applied. Interaction between sulfated polysaccharides and basic amino acid residues on heparanase protein, especially those in heparin-binding domain I is involved in the inhibitory activity.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
ヘパラナーゼなどの糖鎖切断酵素によって新たに産生される糖鎖断片、また人為的に硫酸化などの化学修飾を行った糖鎖が起炎症活性・抗炎症活性を有する場合が示され、この手法による新たな生理活性物質の探索の可能性を示した。抗炎症活性のうちヘパラナーゼの酵素活性阻害作用に着目すると、この機能に特化した高硫酸化コンドロイチン硫酸、硫酸化ヒアルロン酸という硫酸化糖鎖を新たに見出し、その構造的基盤を解明することに成功した。本研究の成果により、アトピー性皮膚炎などの炎症性疾患に対して、ヘパラナーゼの阻害効果を通じて炎症を鎮静化する新たな阻害剤の提案をすることができた。
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Report
(5 results)
Research Products
(81 results)
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[Journal Article] p57Kip2 is an essential regulator of vitamin D receptor-dependent mechanisms.2023
Author(s)
Takahashi K, Amano H, Urano T, Li M, Oki M, Aoki K, Amizuka N, Nakayama KI, Nakayama K, Udagawa N, Higashi N.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 18
Issue: 2
Pages: e0276838-e0276838
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Sulfated Hyaluronan Binds to Heparanase and Blocks Its Enzymatic and Cellular Actions in Carcinoma Cells.2022
Author(s)
Shi J, Kanoya R, Tani Y, Ishikawa S, Maeda R, Suzuki S, Kawanami F, Miyagawa N, Takahashi K, Oku T, Yamamoto A, Fukuzawa K, Nakajima M, Irimura T, Higashi N.
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Journal Title
Int. J. Mol. Sci.
Volume: 23
Issue: 9
Pages: 5055-5055
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Chondroitin sulfate E blocks enzymatic action of heparanase and heparanase-induced cellular responses.2019
Author(s)
Higashi N, Maeda R, Sesoko N, Isono M, Ishikawa S, Tani Y, Takahashi K, Oku T, Higashi K, Onishi S, Nakajima M, Irimura T.
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Journal Title
Biochem. Biophys. Res. Commun.
Volume: 520
Issue: 1
Pages: 152-158
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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