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Regulation of innate immune responses through acyl-chain structures of gangliosides

Research Project

Project/Area Number 21K06530
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47030:Pharmaceutical hygiene and biochemistry-related
Research InstitutionKeio University (2024)
Tohoku Medical and Pharmaceutical University (2021-2023)

Principal Investigator

KANOH Hirotaka  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任助教 (40774279)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsスフィンゴ糖脂質 / 炎症 / 細胞死 / ガングリオシド / CASP4 / 多量体 / パイロトーシス / 自然免疫応答
Outline of Research at the Start

慢性炎症は、Toll様受容体4(TLR4)などの自然免疫受容体の活性化によって引き起こされ、メタボリックシンドロームを含む多様な疾患の発症に関与する。これまでに申請者は、①血清中や脂肪組織のスフィンゴ糖脂質:ガングリオシドGM3がTLR4に作用することで慢性炎症を引き起こすこと、②その作用はGM3に含まれる脂肪酸(アシル鎖)の化学構造(鎖長や不飽和度)の違いによって調節を受けることを見出している。本研究課題では、異なるアシル鎖構造を持つGM3が体内で産生されるメカニズム、さらにTLR4を活性化して慢性炎症へと導くメカニズムを、分子レベルで明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

The Toll-like receptor (TLR) and caspase (Casp) families are involved in chronic inflammation, which strongly promotes cancer, metabolic syndrome, and other inflammatory disorders. We found that GM3 ganglioside, a glycosphingolipid, acts as an endogenous ligand for lipopolysaccharide receptors, such as TLR4. The regulatory mode of action depends on the acyl chain structure of the ceramide, i.e., the length and degree of fatty acid desaturation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん、敗血症、重度のメタボリックシンドロームなどの炎症性疾患は、現代の医学・医療における重要な疾患であるとともに、未だ完治に向けた治療法の確立には至っておりません。本研究の成果は、炎症性疾患の背景にある、未知のメカニズムに焦点をあて、その一端を新たに明らかにしたものです。本研究の成果や、今後の研究の発展により、新たな治療法や診断法の開発につながることが期待されます。

Report

(5 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Int'l Joint Research] ミラノ大学(イタリア)

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Glycan Display on Cell Surfaces Using HaloTag: Visualizing the Effect of the Galectin Lattice on the Lateral Diffusion and Extracellular Vesicle Loading of Glycosylated Membrane Proteins2024

    • Author(s)
      Miura Ayane、Manabe Yoshiyuki、Suzuki Kenichi G. N.、Shomura Hirok、Kabayama Kazuya、Fukase Koichi et al
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 146 Issue: 32 Pages: 22193-22207

    • DOI

      10.1021/jacs.4c02040

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chronic encephalomyelitis virus exhibits cellular tropism and evades pDCs by binding to sialylated integrins as the cell surface receptors2023

    • Author(s)
      Takeda Kazuya、Kaifu Tomonori、Michihata Ryunosuke、Kinugawa Naotaka、Fujioka Atushi、Tateno Ayaka、Toshima Kaoru、Kanoh Hirotaka、Inamori Kei‐Ichiro、Kamijo Keiju、Himeda Toshiki、Ohara Yoshiro、Inokuchi Jin‐Ichi、Nakamura Akira
    • Journal Title

      European Journal of Immunology

      Volume: 53 Issue: 10 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1002/eji.202350452

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Homeostatic and Pathophysiological Regulation of Toll-like Receptor 4 Signaling by GM3 Ganglioside Molecular Species2022

    • Author(s)
      Kanoh Hirotaka
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 142 Issue: 3 Pages: 195-203

    • DOI

      10.1248/yakushi.21-00193

    • NAID

      130008165377

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
    • Year and Date
      2022-03-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pathophysiological Significance of GM3 Ganglioside Molecular Species With a Particular Attention to the Metabolic Syndrome Focusing on Toll-Like Receptor 4 Binding2022

    • Author(s)
      Inokuchi Jin-ichi、Kanoh Hirotaka
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Biosciences

      Volume: 9 Pages: 918346-918346

    • DOI

      10.3389/fmolb.2022.918346

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Homeostatic and pathogenic roles of the GM3 ganglioside2021

    • Author(s)
      Inokuchi Jin‐ichi、Kanoh Hirotaka、Inamori Kei‐ichiro、Nagafuku Masakazu、Nitta Takahiro、Fukase Koichi
    • Journal Title

      The FEBS Journal

      Volume: - Issue: 17 Pages: 5152-5165

    • DOI

      10.1111/febs.16076

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ガングリオシドGM3分子種の脂肪酸構造による炎症性細胞死の制御メカニズム2023

    • Author(s)
      石川 潮、狩野 裕考、新田 昂大、鈴木 明身、井ノ口 仁一
    • Organizer
      第9回がんと代謝研究会, 松山, 2023年5月
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ガングリオシドGM3の脂質構造による新規パイロトーシス制御機序2023

    • Author(s)
      石川 潮、狩野 裕考、新田 昂大、稲森 啓一郎、鈴木明身、井ノ口 仁一
    • Organizer
      第62回日本薬学会東北支部大会, 仙台, 2023年10月
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  • [Presentation] ガングリオシド GM3 のアシル鎖による炎症性細胞死制御メカニズム2023

    • Author(s)
      石川 潮、狩野 裕考、新田 昂大、鈴木 明身、井ノ口 仁一
    • Organizer
      第17回東北糖鎖研究会, 桐生, 2023年11月
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ガングリオシドGM3の分子種差によるパイロトーシス制御の解析2023

    • Author(s)
      石川 潮、狩野 裕考、新田 昂大、鈴木 明身、井ノ口 仁一
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ガングリオシド発現ヒト型マウス系統の新規同定とゲノム構造解析2023

    • Author(s)
      尾股 明、石川 潮、狩野 裕考、新田 昂大、田中 杜和、稲森 啓一郎、鈴木 明身、井ノ口 仁一
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ガングリオシドGM3のアシル鎖構造によるTLR4活性化制御2022

    • Author(s)
      狩野 裕考,新田 昂大,石川 潮,鈴木 明身,井ノ口 仁一
    • Organizer
      日本生化学会東北支部第88回例会・シンポジウム
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ガングリオシドGM3によるパイロトーシス制御の解析2022

    • Author(s)
      石川 潮,狩野 裕考,新田 昂大,鈴木 明身,井ノ口 仁一
    • Organizer
      日本生化学会東北支部第88回例会・シンポジウム
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ガングリオシドGM3の分子種によるパイロトーシス制御の解明2022

    • Author(s)
      石川 潮,狩野 裕考,新田 昂大,鈴木 明身,井ノ口 仁一
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2026-01-16  

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