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生体膜糖脂質による共受容体制御を介した新たなレプチン受容体シグナル制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 21K06531
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 InstitutionTohoku Medical and Pharmaceutical University

Principal Investigator

稲森 啓一郎  東北医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (70710375)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 狩野 裕考  東北医科薬科大学, 薬学部, 助教 (40774279)
新田 昂大  東北医科薬科大学, 薬学部, ポスト・ドクター (30847976)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
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: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsガングリオシド / レプチン受容体 / Toll様受容体 / レポーターアッセイ / GM3合成酵素
Outline of Research at the Start

肥満病態ではレプチン応答性不全により摂食・代謝調節機能異常を生じるが、その分子機序には不明な点が多い。生体膜糖脂質ガングリオシドは受容体シグナル伝達に深く関わっており、肥満時に増加し慢性炎症の誘発・増悪に関与する。本研究では、ガングリオシドがレプチン受容体(LEPR)への直接的作用、および相互作用のプラットフォームとして共受容体制御を介した作用の両面からLEPRシグナルを制御する機序を新たに提示し解明する。

Outline of Annual Research Achievements

生体膜糖脂質ガングリオシドは、生体膜マイクロドメインを構成する成分の一つとしてシグナル伝達に深く関わっており、肥満・糖尿病時に増加し慢性炎症の誘発・増悪に関与している。本研究では、申請者らが肥満モデルマウスにおいて見出した、レプチン受容体シグナル調節における生体膜糖脂質ガングリオシドの役割を明らかにするため、ガングリオシドのレプチン受容体に対する直接的作用、および共受容体制御を介した作用について検討を行う。これまで、レプチン受容体シグナル活性化をモニターするレポーターアッセイ系の構築を行い、阻害剤によるガングリオシド枯渇条件下におけるレプチン刺激後のSTAT3またはERK活性化の違いを見出していた。また、昨年度はレプチン受容体シグナルに負の影響を与える視床下部炎症に深く関わることが示されているミクログリアの活性化におけるGM3の役割の検討から、Toll様受容体TLR4のリガンドであるリポ多糖とHMGB1に対する応答性がGM3S KO細胞において著明に低下することを見出している。本年度は、その他のToll様受容体リガンドによる検討を行い、特異性について調べた。GM3S KO細胞においては、TLR1/2リガンドであるPam3CSK4やTLR3リガンドのPoly I:CによるTNF-alphaとIL-6産生がいずれもやや強まる傾向がみられた。一方、TLR7/8リガンドのR848、TLR9リガンドのCpGでははっきりとした応答性の違いは見られず、細胞膜ガングリオシドのTLR4活性化における役割が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

KO細胞を用いて野生型細胞との比較検討を進めていたが、得られる結果の再現性などで試行錯誤したりと、予想以上に時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

GM3S KO細胞を用いた検討に加え、生合成酵素阻害剤による検討を加えて行う。また、生合成のフローが変わることで代替して発現する糖脂質分子種を測定・検討する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ストラスブール大学(フランス)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] ハーバード大学/ピッツバーグ大学(米国)

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      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Neurological insights on two siblings with GM3 synthase deficiency due to novel compound heterozygous ST3GAL5 variants.2023

    • Author(s)
      Watanabe S, Lei M, Nakagawa E, Takeshita E, Inamori KI, Shishido F, Sasaki M, Mitsuhashi S, Matsumoto N, Kimura Y, Iwasaki M, Takahashi Y, Mizusawa H, Migita O, Ohno I, Inokuchi JI.
    • Journal Title

      Brain Dev.

      Volume: 45(5) Issue: 5 Pages: 270-277

    • DOI

      10.1016/j.braindev.2023.01.002

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell density-dependent membrane distribution of ganglioside GM3 in melanoma cells2023

    • Author(s)
      Murate M, Yokoyama N, Tomishige N, Richert L, Humbert N, Pollet B, Makino A, Kono N, Mauri L, Aoki J, Sako Y, Sonnino S, Komura N, Ando H, Kaneko MK, Kato Y, Inamori KI, Inokuchi JI, Mely Y, Iwabuchi K, Kobayashi T.
    • Journal Title

      Cellular and Molecular Life Sciences

      Volume: 80 Issue: 6 Pages: 167-167

    • DOI

      10.1007/s00018-023-04813-9

    • Related Report
      2023 Research-status 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] Sialyltransferase Activity Assay for Ganglioside GM3 Synthase2023

    • Author(s)
      Inamori Kei-ichiro、Nitta Takahiro、Shishido Fumi、Watanabe Soichiro、Ohno Isao、Inokuchi Jin-ichi
    • Journal Title

      Methods in Molecular Biology

      Volume: 2613 Pages: 101-110

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2910-9_9

    • ISBN
      9781071629093, 9781071629109
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Regulation of Leptin Receptor Signaling by Gangliosides2022

    • Author(s)
      Inamori Kei-ichiro
    • Journal Title

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      Volume: 34 Issue: 198 Pages: E25-E28

    • DOI

      10.4052/tigg.2106.1E

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • Year and Date
      2022-03-25
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ganglioside GM3 Synthase Deficiency in Mouse Models and Human Patients2022

    • Author(s)
      Inamori Kei-ichiro、Inokuchi Jin-ichi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 10 Pages: 5368-5368

    • DOI

      10.3390/ijms23105368

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Functional validation of novel variants in B4GALNT1 associated with early‐onset complex hereditary spastic paraplegia with impaired ganglioside synthesis2022

    • Author(s)
      Alecu JE, Ohmi Y, Bhuiyan RH, Inamori KI, Nitta T, Saffari A, Jumo H, Ziegler M, de Gusmao CM, Sharma N, Ohno S, Manabe N, Yamaguchi Y, Kambe M, Furukawa K, Sahin M, Inokuchi JI, Furakawa K, Ebrahimi-Fakhari D.
    • Journal Title

      American Journal of Medical Genetics Part A

      Volume: 188 Issue: 9 Pages: 2590-2598

    • DOI

      10.1002/ajmg.a.62880

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] GM3 synthase deficiency increases brain glucose metabolism in mice2022

    • Author(s)
      Bharathi Sivakama S.、Zhang Bob B.、Paul Eli、Zhang Yuxun、Schmidt Alexandra V.、Fowler Benjamin、Wu Yijen、Tiemeyer Michael、Inamori Kei-ichiro、Inokuchi Jin-ichi、Goetzman Eric S.
    • Journal Title

      Molecular Genetics and Metabolism

      Volume: 137 Issue: 4 Pages: 342-348

    • DOI

      10.1016/j.ymgme.2022.10.006

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Altered Expression of Glycosphingolipids and Its Possible Significance in Ulcerative Colitis2023

    • Author(s)
      Kei-ichiro Inamori, Hitoshi Ogawa, Takahiro Nitta, Hikaru Ohkawa, Hirotaka Kanoh, Hideyuki Suzuki, Yasuhiro Nakamura, Katsuya Endo, Kennichi Satoh, Chikashi Shibata, Shinichiro Takahashi, Jin-ichi Inokuchi
    • Organizer
      Glyco26, International Symposium on Glycoconjugates
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遺伝性痙性対麻痺原因遺伝子B4GALNT1の新規変異およびバリアントの機能解析2023

    • Author(s)
      稲森啓一郎,宍戸史,許家甄,永福正和,新田昂大,中村勝哉,土田奈緒美,池田淳司,小平農,栂谷内晶,古川潤一,山口芳樹,木下聖子,要匡,中村豊,大野勲,中村雅彦,下畑享良,松本直通,古庄知己,関島良樹,木下賢吾,西原祥子,井ノ口仁一
    • Organizer
      第42回日本糖質学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 遺伝性痙性対麻痺SPG26原因遺伝子B4GALNT1の新規変異およびバリアントの機能解析2023

    • Author(s)
      稲森啓一郎,宍戸史,許家甄,永福正和,新田昂大,中村勝哉,土田奈緒美,池田淳司,小平農,栂谷内晶,古川潤一,山口芳樹,木下聖子,要匡,中村豊,大野勲,中村雅彦,下畑享良,松本直通,古庄知己,関島良樹,木下賢吾,西原祥子,井ノ口仁一
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ガングリオシドによるミクログリアの炎症応答調節2022

    • Author(s)
      稲森啓一郎,大川光,石川潮,狩野裕考,新田昂大,井ノ口仁一
    • 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
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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