Analysis of regulation of intestinal homeostasis by glycan
| Project/Area Number |
21H05043
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section H
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
竹田 潔 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (20309446)
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| Project Period (FY) |
2021-07-05 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥189,280,000 (Direct Cost: ¥145,600,000、Indirect Cost: ¥43,680,000)
Fiscal Year 2024: ¥36,790,000 (Direct Cost: ¥28,300,000、Indirect Cost: ¥8,490,000)
Fiscal Year 2023: ¥36,790,000 (Direct Cost: ¥28,300,000、Indirect Cost: ¥8,490,000)
Fiscal Year 2022: ¥36,790,000 (Direct Cost: ¥28,300,000、Indirect Cost: ¥8,490,000)
Fiscal Year 2021: ¥42,120,000 (Direct Cost: ¥32,400,000、Indirect Cost: ¥9,720,000)
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| Keywords | 粘膜免疫 / 糖鎖 / 消化管 / 糖転移酵素 |
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| Outline of Research at the Start |
炎症性腸疾患は、腸管の粘膜免疫システムが腸内細菌を攻撃することが病態の実態である。しかし、健康な状態で粘膜免疫システムが腸内細菌を認識することなく、腸管恒常性が維持されるメカニズムは明らかになっていない。これまで腸管恒常性の維持に関わることが明らかになっているタンパク質が糖鎖修飾を強く受けたものが多いことから、糖鎖修飾が腸管恒常性維持において重要な役割を担っていることが考えられる。そこで、消化管上皮に選択的に発現する糖転移酵素に着目し、これらの酵素および標的糖鎖の腸管恒常性維持における機能を解析し、糖鎖修飾という新たな視点から、腸管恒常性維持機構を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、B3galt5とSt6galnac6という二つの糖転移酵素を介したMuc2糖鎖のシアリル化の腸管バリア機能における重要性を明らかにした。今年度は、腸管上皮に強く発現するGal3St1/2, Chst4の機能を解析した。Gal3St1/2, Chst4は、どれも糖鎖に硫酸基を付加する（Gal3St1/2は、galactose, Chst4はN-acetylglucosamineに硫酸基を付加する）酵素である。Gal3St2, Chst4は腸管上皮に特異的に発現するため、全身の遺伝子欠損マウスを、Gal3St1は他の組織にも発現するため、Villin-creマウスを用いて腸管上皮特異的遺伝子欠損マウスを作成して解析を行った。Chst4は大腸の口側に、Gal3St2は大腸の肛門側に強く発現している。腸管腔をまとめて固定した腸管の組織切片を硫酸基を染色することのできるpH1.0下でのalcian blue染色あるいはpH2.5下でのiron diamine-alcian blue染色法による解析や粘液層を単離しMALDI-TOF MS解析を行った。その結果、Chst4欠損マウスでは、大腸口側でムチン層の硫酸基付加が激減していた。Gal3St2欠損マウスでは、大腸肛門側でムチン層の硫酸基付加が激減していた。また、Muc2に対する抗体を用いた免疫染色解析で、Gal3St2欠損マウスの大腸肛門側のムチン層が希薄化していた。以上の結果から、糖鎖への硫酸基付加が、粘液層のバリア機能に関わっている可能性が示唆される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
糖鎖のシアル化の意義については、研究成果を報告し、糖鎖の硫酸基付加の意義解析に移ることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Chst4欠損マウス、Gal3St2欠損マウス、腸管上皮特異的Gal3St1欠損マウスで、腸内細菌叢の変化、腸内細菌の腸管組織への侵入、腸管炎症への感受性を解析していき、糖鎖への硫酸基付加の腸管恒常性維持における役割を明らかにしていく。
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| Assessment Rating |
Interim Assessment Comments (Rating)
A: In light of the aim of introducing the research area into the research categories, the expected progress has been made in research.
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Report
(7 results)
Research Products
(27 results)
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[Journal Article] Longitudinal alterations of the gut mycobiota and microbiota on COVID-19 severity2022
Author(s)
Maeda Yuichi、Motooka Daisuke、Kawasaki Takahiro、Oki Hiroya、Noda Yoshimi、Adachi Yuichi、Niitsu Takayuki、Okamoto Shota、Tanaka Kentaro、Fukushima Kiyoharu、Amiya Saori、Hara Reina、Oguro-Igashira Eri、Matsuki Takanori、Hirata Haruhiko、Takeda Yoshito、Kida Hiroshi、Kumanogoh Atsushi、Nakamura Shota、Takeda Kiyoshi
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Journal Title
BMC Infectious Diseases
Volume: 22
Issue: 1
Pages: 572-572
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The ATP-hydrolyzing ectoenzyme E-NTPD8 attenuates colitis through modulation of P2X4 receptor-dependent metabolism in myeloid cells.2021
Author(s)
Tani H, Li B, Kusu T, Okumura R, Nishimura J, Okuzaki D, Motooka D, Arakawa S, Yoshihara T, Ogino T, Tsai SH, Furuta Y, Muneta M, Nakamura S, Fukusaki E, Yamamoto K, Yagita H, Kayama H and Takeda K
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Volume: 118
Issue: 39
Pages: 1-10
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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