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Elucidation of intracellular parasitic mechanisms using host-derived TAG by Mycobacterium leprae and search for new therapeutic targets

Research Project

Project/Area Number 21K07012
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49050:Bacteriology-related
Research InstitutionTeikyo University

Principal Investigator

TANIGAWA KAZUNARI  帝京大学, 薬学部, 講師 (10443110)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 幸一  帝京大学, 医療技術学部, 教授 (20206478)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 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 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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ハンセン病 / らい菌 / 脂質 / ミコール酸 / マクロファージ / 細胞壁脂質 / mycolic acid / triacylglycerol
Outline of Research at the Start

申請者は、TAGの律速酵素であるGPAT3の発現誘導を介して、らい菌感染細胞のファゴゾーム内に脂肪滴(TAG)蓄積が促されることを明らかにしてきたが、どのように利用されているかは不明である。らい菌の細胞壁脂質の主成分であるミコール酸は様々な状態で細胞壁に発現し、その構成は菌の状態によってダイナミックに変容して宿主への免疫応答に影響を及ぼすことが知られている。我々は、予備データから、TAGがミコール酸の基質になり得ることが想定している。そこで、宿主感染後のらい菌のミコール酸構造の同定および、らい菌の細胞内生存におけるミコール酸の影響の評価の2点について重点的に検討を行う。

Outline of Final Research Achievements

Triacylglycerol (TAG) accumulated in host cells is important for the survival of Mycobacterium leprae (M. leprae), but how the bacterium utilizes it is unknown. In this study, we investigated the possibility that TAG is utilized for the cell wall lipid mycolic acid of M. leprae. In THP-1 cells infected with M. leprae, fatty acids, which are metabolites of TAG, increased, and mycolic acid was subsequently detected, but this disappeared after treatment with a mycolic acid synthesis inhibitor. In M. leprae infected cells containing BODIPY-labeled TAG, BODIPY fluorescence was observed in the bacterium. These results suggest that M. leprae has metabolic activity for TAG in infected cells and uses the metabolites to synthesize mycolic acid for the bacilli.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本申請課題によって、らい菌の細胞内寄生や生存に必須である宿主細胞内脂質について、その利用経路の1つが明らかになった。今後は、ミコール酸合成の阻害薬であるイソニアジドや宿主由来脂質の蓄積を防ぐような脂質代謝改善薬がハンセン病の新たな治療戦略として応用できると考えられる。現在のハンセン病治療薬は薬価が高いため、既に市場にある薬で応用できれば、貧困な国に多いハンセン病の治療薬として社会的意義がある。

Report

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

    (19 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Pathogenicity and virulence of <i>Mycobacterium leprae</i>2022

    • Author(s)
      Sugawara-Mikami Mariko、Tanigawa Kazunari、Kawashima Akira、Kiriya Mitsuo、Nakamura Yasuhiro、Fujiwara Yoko、Suzuki Koichi
    • Journal Title

      Virulence

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1985-2011

    • DOI

      10.1080/21505594.2022.2141987

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Role of lipids in the intracellular parasitization of <i>Mycobacterium lepra</i>2022

    • Author(s)
      Tanigawa Kazunari、Hayashi Yasuhiro, Kawashima Akira、Kiriya Mitsuo、Nakamura Yasuhiro、Fujiwara Yuko、Luo Yuquian、Sugawara-Mikami Mariko、Karasawa Ken、Suzuki Koichi
    • Journal Title

      Appli Microbiol Open Access

      Volume: 8

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Deficiency of Type I Platelet-Activating Factor-Acetylhydrolase Catalytic Subunits Causes an Increase in Body Weight2021

    • Author(s)
      Nakamura Yasuhiro、Yoshida Momoko、Tanigawa Kazunari、Harada Ayako、Kihara-Negishi Fumiko、Maruyama Keiji、Karasawa Ken
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 44 Issue: 7 Pages: 920-925

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00936

    • NAID

      130008060354

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2021-07-01
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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Host-Related Laboratory Parameters for Leprosy Reactions2021

    • Author(s)
      Luo Yuqian、Kiriya Mitsuo、Tanigawa Kazunari、Kawashima Akira、Nakamura Yasuhiro、Ishii Norihisa、Suzuki Koichi
    • Journal Title

      Frontiers in Medicine

      Volume: 8 Pages: 1-16

    • DOI

      10.3389/fmed.2021.694376

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Essential roles of ppars in lipid metabolism during mycobacterial infection2021

    • Author(s)
      Tanigawa Kazunari、Luo Yuqian、Kawashima Akira、Kiriya Mitsuo、Nakamura Yasuhiro、Karasawa Ken、Suzuki Koichi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 14 Pages: 1-11

    • DOI

      10.3390/ijms22147597

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mycobacterium leprae promotes triacylglycerol de novo synthesis through induction of GPAT3 expression in human premonocytic THP-1 cells2021

    • Author(s)
      Tanigawa K, Hayashi Y, Hama K, Yamashita A, Yokoyama K, Luo Y, Kawashima A, Maeda Y, Nakamura Y, Harada A, Kiriya M, Karasawa K, Suzuki K.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 16 Issue: 3 March Pages: 1-16

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0249184

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  • [Journal Article] N-(4-Hydroxyphenyl) retinamide suppresses SARS-CoV-2 spike protein-mediated cell-cell fusion by a dihydroceramide D4-desaturase 1-independent mechanism2021

    • Author(s)
      Hayashi Yasuhiro、Tsuchiya Kiyoto、Yamamoto Mizuki、Nemoto-Sasaki Yoko、Tanigawa Kazunari、Hama Kotaro、Ueda Yusuke、Tanikawa Takashi、Gohda Jin、Maeda Kenji、Inoue Jun-ichiro、Yamashita Atsushi
    • Journal Title

      Journal of Virology

      Volume: 95 Issue: 17 Pages: 1-21

    • DOI

      10.1128/jvi.00807-21

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  • [Presentation] 生薬エキスライブラリーを用いた新たなハンセン病治療薬の検討2023

    • Author(s)
      谷川和也
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      第5回帝京大学研究交流シンポジウム
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      谷川和也、林康広、川島晃、桐谷光夫、中村康宏、藤原葉子、唐澤健、鈴木幸一
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      第6回日本ワンヘルスサイエンス学会
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      谷川和也、林康広、川島晃、桐谷光夫、中村康宏、藤原葉子、藤原永年、唐澤健、鈴木幸一
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      第95回日本生化学会大会
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  • [Presentation] Establishment and evaluation of a simple detection method for rifampicin-resistant Mycobacterium leprae using loop-mediated isothermal amplification (LAMP) method to use in SDR-PEP2022

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      Kei Mikita、Keiko Gotanda、Lucky Ronald Runtuwene、Tadashi Kikuchi、Akira Kawashima、Mitsuo Kiriya、Kazunari Tanigawa、Naoki Hasegawa、Koichi Suzuki
    • Organizer
      21st International Leprosy Congress 2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 偏性細胞内寄生細菌であるらい菌は宿主由来脂質を利用して寄生を維持する2021

    • Author(s)
      谷川和也、林康広、濱弘太郎、桐谷光夫、川島晃、Yuqian Luo、中村康宏、山下純、横山和明、原田史子、唐澤健、鈴木幸一
    • Organizer
      第21回Pharmaco-Hematologyシンポジウム
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  • [Presentation] 新型コロナウイルスの感染効率は宿主細胞のスフィンゴイド塩基の質に影響する2021

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      林康広、土屋亮人、山本瑞生、佐々木洋子、谷川和也、濱弘太郎、上田裕介、合田仁、前田賢次、井上純一郎、山下純
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      第63回日本脂質生化学会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] DNA chromatography法を用いたブルーリ潰瘍の簡易検査技術開発2021

    • Author(s)
      桐谷光夫、藤原葉子、谷川和也、川島晃、中村康宏、鈴木幸一
    • Organizer
      第4回帝京大学研究交流シンポジウム
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  • [Presentation] ブルーリ潰瘍におけるマイコラクトンの持つ細胞毒性に関する責任分子の探索2021

    • Author(s)
      川島晃、桐谷光夫、谷川和也、中村康広、藤原葉子、圓純一郎、鈴木幸一
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      第4回帝京大学研究交流シンポジウム
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  • [Presentation] ゲノムワイドスクリーニングを用いたブルーリ潰瘍におけるマイコラクトン依存性細胞死誘導経路の解析2021

    • Author(s)
      川島晃、桐谷光夫、谷川和也、中村康宏、藤原葉子、圓純一郎、鈴木幸一
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] 偏性細胞内寄生細菌であるらい菌は宿主由来脂質を細胞壁脂質に利用する2021

    • Author(s)
      谷川和也、林康広、桐谷光夫、川島晃、Yuqian Luo、中村康宏、山下純、唐澤健、鈴木幸一
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
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  • [Presentation] らい菌が宿主細胞内triacylglycerolを利用してミコール酸を合成する可能性の検討2021

    • Author(s)
      谷川和也、林康広、藤原永年、川島晃、桐谷光夫、中村康弘、藤原葉子、唐澤健、鈴木幸一
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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