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Functional analysis of glycans and immunoregulation by using synthetic glycans and glycan remodeling

Research Project

Project/Area Number 20H00404
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

深瀬 浩一  大阪大学, 理学研究科, 教授 (80192722)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 樺山 一哉  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (00399974)
真鍋 良幸  大阪大学, 理学研究科, 助教 (00632093)
下山 敦史  大阪大学, 理学研究科, 助教 (90625055)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2021-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥45,240,000 (Direct Cost: ¥34,800,000、Indirect Cost: ¥10,440,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,380,000 (Direct Cost: ¥12,600,000、Indirect Cost: ¥3,780,000)
Keywords糖鎖 / 免疫 / アジュバント / N-グリカン / ワクチン / 合成 / 再構成
Outline of Research at the Start

本研究では、化学的手法と生物学的手法を統合した合成生物学手法により、新たな糖鎖認識分子を明らかにし、炎症や免疫応答における糖鎖の新機能を解明する。次に、以上の基礎研究の成果を、免疫アジュバントの開発、免疫アジュバントと抗原の複合体からなるがんワクチンの開発、炎症性疾患の制御分子としての糖鎖生合成阻害剤の開発、新規ながん免疫療法の開発などの応用展開に結びつける。さらにα線核医学治療などの放射線療法と併用することにより、炎症性腸疾患や膵臓がんなどの難治性疾患の治療法を開発することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

糖鎖は自然免疫と獲得免疫の両方において、自己と非自己の認識の鍵物質として機能している。申請者は、細菌由来自然免疫刺激糖鎖の構造と合成研究を行い、合成糖鎖を用いて糖鎖による免疫活性化と炎症惹起機構を明らかにしてきた。また生体由来の糖鎖を利用した新たな免疫調節法の開発を目指し、コアフコース等のN-グリカンの糖鎖修飾に焦点をあて、生体内からコアフコース認識レクチンを初めて見出す等の成果を上げた。本研究では、化学的手法と生物学的手法を統合した合成生物学手法により、新たな糖鎖認識分子を明らかにし、炎症や免疫応答における糖鎖の新機能を解明する。次に、以上の基礎研究の成果を、免疫アジュバントの開発、免疫アジュバントと抗原の複合体からなるがんワクチンの開発、炎症性疾患の制御分子としての糖鎖生合成阻害剤の開発、新規ながん免疫療法の開発などの応用展開に結びつける。さらにα線核医学治療などの放射線療法と併用することにより、炎症性腸疾患や膵臓がんなどの難治性疾患の治療法を開発することを目的とする。
N-グリカンの分子レベルでの機能解析のために、免疫と深く関連するコアフコース、シアル酸を含有する複数のN-グリカンを合成した。これにより、N-グリカン合成の基盤を築いた。また、コアフコースの機能制御のために、その生合成酵素であるFUT8の阻害剤を創製した。開発したFUT8阻害剤は10 μM程度のIC50を保持していた。さらにその阻害剤がFUT8に対して共有結合を形成することで、その活性を阻害していることを明らかにした。一方、共生菌由来の免疫刺激物質であるLipid Aの機能解析を進め、この化合物がアジュバントとして極めて優れた性質を持つことを確認した。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Comments on the Screening Results   Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 5 results)

  • [Journal Article] Total Syntheses of C60- and C100-Dolichols2020

    • Author(s)
      Hirao Kohtaro、Ono Risako、Manabe Yoshiyuki、Masui Seiji、Atomi Haruyuki、Fukase Koichi
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 85 Issue: 17 Pages: 11549-11559

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c01327

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unveiling Molecular Recognition of Sialoglycans by Human Siglec-102020

    • Author(s)
      Forgione Rosa Ester、Di Carluccio Cristina、Guzman-Caldentey Juan、Gaglione Rosa、Battista Filomena、Chiodo Fabrizio、Manabe Yoshiyuki、Arciello Angela、Del Vecchio Pompea、Fukase Koichi、Molinaro Antonio、Martin-Santamaria Sonsoles、Crocker Paul R.、Marchetti Roberta、Silipo Alba
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 23 Issue: 6 Pages: 101231-101231

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101231

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Middle Molecular and Conjugation Strategies for Development of Bioactive Middle Molecules2020

    • Author(s)
      Manabe Yoshiyuki、Shimoyama Atushi、Kabayama Kazuya、Fukase Koichi
    • Journal Title

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 78 Issue: 5 Pages: 527-537

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.78.527

    • NAID

      130007841845

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immunological Evaluation of Co‐Assembling a Lipidated Peptide Antigen and Lipophilic Adjuvants: Self‐Adjuvanting Anti‐Breast‐Cancer Vaccine Candidates2020

    • Author(s)
      Aiga Taku、Manabe Yoshiyuki、Ito Keita、Chang Tsung‐Che、Kabayama Kazuya、Ohshima Shino、Kametani Yoshie、Miura Ayane、Furukawa Hiroto、Inaba Hiroshi、Matsuura Kazunori、Fukase Koichi
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 59 Issue: 40 Pages: 17705-17711

    • DOI

      10.1002/anie.202007999

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lymphoid Tissue Resident Alcaligenes Establish an Intracellular Symbiotic Environment by Creating a Unique Energy Shift in Dendritic Cells2020

    • Author(s)
      Hosomi Koji、Shibata Naoko、Shimoyama Atsushi、Uto Tomoya、Nagatake Takahiro、Tojima Yoko、Nishino Tomomi、Takeyama Haruko、Fukase Koichi、Kiyono Hiroshi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 11 Pages: 561005-561005

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.561005

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemically Synthesized Alcaligenes Lipid A Shows a Potent and Safe Nasal Vaccine Adjuvant Activity for the Induction of Streptococcus pneumoniae-Specific IgA and Th17 Mediated Protective Immunity2020

    • Author(s)
      Yoshii Ken、Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Wang Yunru、Yamaura Haruki、Nagatake Takahiro、Suzuki Hidehiko、Lan Huangwenxian、Kiyono Hiroshi、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 8 Issue: 8 Pages: 1102-1102

    • DOI

      10.3390/microorganisms8081102

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Adjuvant Activity of Synthetic Lipid A of Alcaligenes, a Gut-Associated Lymphoid Tissue-Resident Commensal Bacterium, to Augment Antigen-Specific IgG and Th17 Responses in Systemic Vaccine2020

    • Author(s)
      Wang Yunru、Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Yoshii Ken、Yamaura Haruki、Nagatake Takahiro、Nishino Tomomi、Kiyono Hiroshi、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Vaccines

      Volume: 8 Issue: 3 Pages: 395-395

    • DOI

      10.3390/vaccines8030395

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Homeostatic and pathogenic roles of GM3 ganglioside molecular species in TLR4 signaling in obesity2020

    • Author(s)
      Kanoh Hirotaka、Nitta Takahiro、Go Shinji、Inamori Kei‐ichiro、Veillon Lucas、Nihei Wataru、Fujii Mayu、Kabayama Kazuya、Shimoyama Atsushi、Fukase Koichi、Zonca Asia、Cattaneo Anna、Letizia Marilena、Ciampa Maria、Mauri Laura、Prinetti Alessandro、Sonnino Sandro、Suzuki Akemi、Inokuchi Jin‐ichi et. al.
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: - Issue: 12 Pages: 1-20

    • DOI

      10.15252/embj.2019101732

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2021-12-27  

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