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Role of CERS2 in suppressing antigen presentation mechanism by mycobacteria in macrophages.

Research Project

Project/Area Number 20K17471
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

Hanafusa Kei  順天堂大学, 大学院医学研究科, 博士研究員 (40867909)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsスフィンゴ脂質 / 抗酸菌 / マクロファージ / 抗原提示 / 食胞成熟 / 殺菌 / 極長鎖脂肪酸鎖 / IFN-γ / 貪食能 / CerS2 / Zymosan / 極長鎖脂肪酸
Outline of Research at the Start

食胞における殺菌回避や細胞内寄生を特徴とする抗酸菌による感染症は、日本の患者数が世界最多である。本研究は、抗酸菌によるスフィンゴ脂質代謝を標的とした細胞内寄生・抗原提示抑制機構を明らかにすることを目的とした。
C24極長鎖脂肪酸を含むセラミドは食胞成熟に関わり、宿主免疫機構にはスフィンゴ脂質代謝産物が関与している。そのため、C24セラミドを合成する酵素CerS2に着目して、スフィンゴ脂質代謝産物がヒトマクロファージの抗原提示における分子機構をどのように制御しているかを調べ、抗酸菌による抗原提示抑制機構に迫る。本研究の成果は、抗酸菌感染症の新規予防・治療方法の開発に寄与することが期待される。

Outline of Final Research Achievements

Vilulenet mycobacteria are characterized by intracellular parasitism by evasion of host immune mechanisms and suppress antigen presentation in antigen-presenting cells. In this study, the mechanism of antigen presentation in mycobacteria-phagocytosed macrophages was focused on sphingolipids and their metabolic network. The attenuated bactericidal activity of mycobacteria in the model of human macrophage in which gene expression of ceramide synthase was manipulated, indicating that the molecular species of sphingolipids are important for the activation of the antigen-presenting mechanism.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

非結核性抗酸菌感染症(NTM症)は日本において増加している細菌性感染症である。NTM症に対する有効な治療薬の開発は急務であり、多剤耐性菌が出現しないような新たな作用機序が求められている。本研究では、抗原提示細胞であるマクロファージが生合成するスフィンゴ脂質と抗原提示機構における殺菌について調べた。その結果、抗酸菌の殺菌にスフィンゴ脂質が関与することを見出した。この成果は多剤耐性を誘導しない新たな治療薬開発の糸口となると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 6 results) Presentation (20 results)

  • [Journal Article] Phylactic role of anti-lipoarabinomannan IgM directed against mannan core during mycobacterial infection in macrophages2023

    • Author(s)
      Nakayama Hitoshi、Hanafusa Kei、Yamaji Toshiyuki、Oshima Eriko、Hotta Tomomi、Takamori Kenji、Ogawa Hideoki、Iwabuchi Kazuhisa
    • Journal Title

      Tuberculosis

      Volume: 143 Pages: 102391-102391

    • DOI

      10.1016/j.tube.2023.102391

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lysophosphatidylglucoside/GPR55 signaling promotes foam cell formation in human M2c macrophages2023

    • Author(s)
      Shimai Ryosuke、Hanafusa Kei、Nakayama Hitoshi、Oshima Eriko、Kato Masaki、Kano Koki、Matsuo Ichiro、Miyazaki Tetsuro、Tokano Takashi、Hirabayashi Yoshio、Iwabuchi Kazuhisa、Minamino Tohru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 12740-12740

    • DOI

      10.1038/s41598-023-39904-x

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [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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    • Peer Reviewed
  • [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

    • Related Report
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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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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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] Glycolipids: Linchpins in the Organization and Function of Membrane Microdomains2020

    • Author(s)
      Hanafusa Kei、Hotta Tomomi、Iwabuchi Kazuhisa
    • Journal Title

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      Volume: 8 Pages: 1-9

    • DOI

      10.3389/fcell.2020.589799

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 質量分析計によるホスファチジルグルコシドとその分子種の解析方法の確立-低酸素による小胞体ストレス応答への関わり-2023

    • Author(s)
      花房慶、竹田浩章、洪慧馨、柳田光昭、梅津綾子、狩野航輝、松尾一郎、中山仁志、平林義雄、岩渕和久
    • Organizer
      第65回脂質生化学会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 飽和脂肪酸鎖で構成されるホスファチジルグルコシドの分子種の解析2023

    • Author(s)
      花房慶、竹田浩章、洪慧馨、柳田光昭、梅津綾子、狩野航輝、松尾一郎、中山仁志、平林義雄、岩渕和久
    • Organizer
      第42回日本糖質学会年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 食胞成熟におけるスフィンゴ脂質代謝とC1Pの重要性について2023

    • Author(s)
      中山仁志、花房慶、小畑謙太郎、岩渕和久
    • Organizer
      第16回セラミド研究会学術集会・第17回スフィンゴテラピィ研究会合同年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトマクロファージの抗酸菌殺菌機構における極長鎖脂肪酸鎖を持つスフィンゴ脂質とその合成酵素の役割2023

    • Author(s)
      花房慶、中山仁志、山地俊之、岩渕和久
    • Organizer
      第7回抗酸菌研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 抗酸菌の食胞成熟におけるスフィンゴ脂質代謝の重要性について2023

    • Author(s)
      中山仁志、花房慶、大嶋恵理子、小畑謙太郎、山地俊之、岩渕和久
    • Organizer
      第7回抗酸菌研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] リゾホスファチジルグルコシドはGPR55を介してマクロファージに作用しアテローム性動脈硬化症に関与する2022

    • Author(s)
      島井亮輔、花房慶、中山仁志、加藤雅紀、狩野航輝、松尾一郎、平林義雄、岩渕和久、宮崎哲郎、戸叶隆司、南野徹
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リゾホスファチジルグルコシド/ GPR55を基軸としたシグナルを介した好中球ホメオスタシスについて2022

    • Author(s)
      花房慶、李暁佳、大嶋恵理子、堀田知美、伊藤拓夢、狩野航輝、松尾一郎、中山仁志、上口裕之、 平林義雄、岩渕和久
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヒトマクロファージによる抗酸菌の殺菌機構における極長鎖脂肪酸鎖を有するスフィンゴ脂質の役割について2022

    • Author(s)
      花房慶、中山仁志、山地俊之、岩渕和久
    • Organizer
      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 Research-status Report
  • [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65回日本脂質生化学会
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      2022 Research-status Report
  • [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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      2022 Research-status Report
  • [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2022

    • Author(s)
      村上和哉、渡邊真衣、花房慶、中山仁志、岩渕和久、田中浩士
    • Organizer
      日本化学会春季年会
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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
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      第15回スフィンゴテラピー研究会
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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
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  • [Presentation] 結核菌の殺菌回避に関わるα(1, 2)分岐を有するマンナン誘導体の合成とその機能評価2021

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      山田遥香、杉山寛崇、花房慶、渡邉真衣、中山仁志、岩渕和久、田中浩士
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      第63回天然有機化合物討論会
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  • [Presentation] ホスファチジルグルコシドは好中球ホメオスタシスに関与する2021

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      花房慶、李暁佳、堀田知美、大嶋恵理子、中山仁志、狩野航輝、松尾一郎、伊藤拓夢、上口裕之、平林義雄、岩渕和久
    • Organizer
      第40回日本糖質学会年会
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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

    • Author(s)
      村上和哉、渡邉真衣、花房慶、中山仁志、岩渕和久、田中浩士
    • Organizer
      第40回日本糖質学会年会
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  • [Presentation] nano-LC-MS/MSによる生理活性脂質リゾホスファチジルグルコシドの高感度定量分析法の開発2021

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      花房慶、竹田浩章、菅原彩乃、柳田光昭、狩野航輝、松尾一郎、中嶋和紀、上口裕之、中山仁志、平林義雄、岩渕和久
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      第94回日本生化学大会
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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

    • Author(s)
      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] 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

    • Author(s)
      花房慶、中山仁志、山地俊之、岩渕和久
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
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      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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