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2019 Fiscal Year Annual Research Report

糖鎖医薬実現を目指した糖鎖複合中分子の創製

Planned Research

Project AreaMiddle molecular strategy: Creation of higher bio-functional molecules by integrated synthesis.
Project/Area Number 15H05836
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

深瀬 浩一  大阪大学, 理学研究科, 教授 (80192722)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 下山 敦史  大阪大学, 理学研究科, 助教 (90625055)
Project Period (FY) 2015-06-29 – 2020-03-31
Keywords中分子 / 反応集積 / 複合化 / 糖鎖合成 / ワクチン / リピドA
Outline of Annual Research Achievements

糖鎖は、感染、炎症、生体防御、がんなどの重要な生命現象に関与するが、構造が複雑でかつ多くの場合不均一であるために、分子構造に基づいた生物機能解明が大きな研究課題である。また近年、糖鎖は医薬品のターゲットとして重要視されているが、合成による量的供給が困難であるため、糖鎖医薬はほとんど実現されていない。本研究においては、反応集積化を利用して、糖鎖・複合糖質の高効率合成法を開発し、量的供給手法を確立する。また、申請者らは、合成糖鎖・複合糖質を用いて、それらが免疫アジュバント機能やがんターゲティング能を有することを見出している。本研究では、抗がん剤やワクチンを、糖鎖あるいは複合糖質と複合化することで、機能集積型中分子を創製した。さらには、反応集積技術と機能集積技術を統合することにより、高次生物機能分子の効率的大量合成手法を確立し、糖鎖医薬の実現を目指した。
本年度は次の2項目に関して,以下の実績を上げた.
(1)アジュバント複合化ワクチンを用いた効率的がんワクチン療法の検討:リピドA誘導体免疫アジュバントの問題点(炎症惹起作用)の克服が見込まれる共生菌由来リピドAに着目し、共生菌由来リピドAの単離・構造決定の後、これを合成し、詳細にその機能を評価した。その結果、このリピドAがアジュバントとして理想的な特性を持つことを明らかにした。加えて、自然免疫リガンドと抗原を共会合したワクチンが極めて効果的に抗体産生を誘導することも明らかにした。
(2)N-グリカンのライブラリ合成と時空間制御型ターゲティング分子の開発:N-グリカンのライブラリ合成を行った。複数のシアル酸含有N-グリカンの合成を達成し、世界初の4分枝シアリルN-グリカンの化学合成も達成した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (45 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (16 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 8 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Int'l Joint Research] The University of Naples Federico II/University of Milano-Bicocca(イタリア)

    • Country Name
      ITALY
    • Counterpart Institution
      The University of Naples Federico II/University of Milano-Bicocca
  • [Int'l Joint Research] Spanish National Research Council(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      Spanish National Research Council
  • [Journal Article] Lipopolysaccharide from Gut‐Associated Lymphoid‐Tissue‐Resident Alcaligenes faecalis : Complete Structure Determination and Chemical Synthesis of Its Lipid A2021

    • Author(s)
      Shimoyama Atsushi、Di Lorenzo Flaviana、Yamaura Haruki、Mizote Keisuke、Speciale Immacolata、Uto Tomoya、Masui Seiji、Sturiale Luisa、Garozzo Domenico、Hosomi Koji、Shibata Naoko、Kabayama Kazuya、Fujimoto Yukari、Silipo Alba、Kunisawa Jun、Kiyono Hiroshi、Molinaro Antonio、Fukase Koichi et al.
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: - Pages: in press

    • DOI

      10.1002/anie.202012374

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] α‐Emitting cancer therapy using 211 At‐AAMT targeting LAT12021

    • Author(s)
      Kaneda‐Nakashima Kazuko、Zhang ZiJian、Manabe Yoshiyuki、Shimoyama Atsushi、Kabayama Kazuya、Watabe Tadashi、Kanai Yoshikatsu、Ooe Kazuhiro、Toyoshima Atsushi、Shirakami Yoshifumi、Yoshimura Takashi、Fukuda Mitsuhiro、Hatazawa Jun、Nakano Takashi、Fukase Koichi、Shinohara Atsushi
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 112 Pages: 1132~1140

    • DOI

      10.1111/cas.14761

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recent Advances in the Chemical Biology of N-Glycans2021

    • Author(s)
      Shirakawa Asuka、Manabe Yoshiyuki、Fukase Koichi
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 26 Pages: 1040~1040

    • DOI

      10.3390/molecules26041040

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Behavior of glycolylated sialoglycans in the binding pockets of murine and human CD222021

    • Author(s)
      Di Carluccio Cristina、Forgione Rosa Ester、Montefiori Marco、Civera Monica、Sattin Sara、Smaldone Giovanni、Fukase K.、Manabe Y.、Crocker Paul R.、Molinaro Antonio、Marchetti Roberta、Silipo Alba
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 24 Pages: 101998~101998

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101998

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Lymphoid Tissue-Resident Alcaligenes Establish an Intracellular Symbiotic Environment by Creating a Unique Energy Shift in Dendritic Cells2020

    • Author(s)
      Hosomi Koji、Shibata Naoko、Shimoyama Atsushi、Uto Tomoya、Nagatake Takahiro、Tojima Yoko、Nishino Tomomi、Takeyama Haruko、Fukase Koichi、Kiyono Hiroshi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Frontiers in Microbiology

      Volume: 11 Pages: 561005

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.561005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemically Synthesized Alcaligenes Lipid A Shows a Potent and Safe Nasal Vaccine Adjuvant Activity for the Induction of Streptococcus pneumoniae-Specific IgA and Th17 Mediated Protective Immunity2020

    • Author(s)
      Yoshii Ken、Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Wang Yunru、Yamaura Haruki、Nagatake Takahiro、Suzuki Hidehiko、Lan Huangwenxian、Kiyono Hiroshi、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 8 Pages: 1102

    • DOI

      10.3390/microorganisms8081102

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Adjuvant Activity of Synthetic Lipid A of Alcaligenes, a Gut-Associated Lymphoid Tissue-Resident Commensal Bacterium, to Augment Antigen-Specific IgG and Th17 Responses in Systemic Vaccine2020

    • Author(s)
      Wang Yunru、Hosomi Koji、Shimoyama Atsushi、Yoshii Ken、Yamaura Haruki、Nagatake Takahiro、Nishino Tomomi、Kiyono Hiroshi、Fukase Koichi、Kunisawa Jun
    • Journal Title

      Vaccines

      Volume: 8 Pages: 395

    • DOI

      10.3390/vaccines8030395

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Homeostatic and pathogenic roles of GM 3 ganglioside molecular species in TLR 4 signaling in obesity2020

    • Author(s)
      Kanoh Hirotaka、Nitta Takahiro、Go Shinji、Inamori Kei‐ichiro、Veillon Lucas、Nihei Wataru、Fujii Mayu、Kabayama Kazuya、Shimoyama Atsushi、Fukase Koichi、Ando Hiromune、Ishida Hideharu、Kiso Makoto、Prinetti Alessandro、Sonnino Sandro、Suzuki Akemi、Inokuchi Jin‐ichi et al.
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 39 Pages: e101732

    • DOI

      10.15252/embj.2019101732

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis of ABO blood group antigens and functional glycan display on the cell surface2020

    • Author(s)
      Tsutsui Masato、Manabe Yoshiyuki、Kabayama Kazuya、Fukase Koichi
    • Journal Title

      Arkivoc

      Volume: 2021 Pages: 168~185

    • DOI

      10.24820/ark.5550190.p011.362

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Recent advances in self-adjuvanting glycoconjugate vaccines2020

    • Author(s)
      Manabe Yoshiyuki、Chang Tsung-Che、Fukase Koichi
    • Journal Title

      Drug Discovery Today: Technologies

      Volume: 2020 Pages: 1

    • DOI

      10.1016/j.ddtec.2020.11.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Concise and Reliable Syntheses of Glycodendrimers via Self-Activating Click Chemistry: A Robust Strategy for Mimicking Multivalent Glycan-Pathogen Interactions2020

    • Author(s)
      Farabi Kindi、Manabe Yoshiyuki、Ichikawa Hiroaki、Miyake Shuto、Tsutsui Masato、Kabayama Kazuya、Yamaji Toshiyuki、Tanaka Katsunori、Hung Shang-Cheng、Fukase Koichi
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 85 Pages: 16014~16023

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c01547

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Total Syntheses of C60- and C100-Dolichols2020

    • Author(s)
      Hirao Kohtaro、Ono Risako、Manabe Yoshiyuki、Masui Seiji、Atomi Haruyuki、Fukase Koichi
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 85 Pages: 11549~11559

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c01327

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Unveiling Molecular Recognition of Sialoglycans by Human Siglec-102020

    • Author(s)
      Forgione Rosa Ester、Di Carluccio Cristina、Guzman-Caldentey Juan、Gaglione Rosa、Battista Filomena、Chiodo Fabrizio、Manabe Yoshiyuki、Arciello Angela、Del Vecchio Pompea、Fukase Koichi、Molinaro Antonio、Martin-Santamaria Sonsoles、Crocker Paul R.、Marchetti Roberta、Silipo Alba
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 23 Pages: 101231~101231

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101231

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Middle Molecular and Conjugation Strategies for Development of Bioactive Middle Molecules2020

    • Author(s)
      Manabe Yoshiyuki、Shimoyama Atushi、Kabayama Kazuya、Fukase Koichi
    • Journal Title

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 78 Pages: 527~537

    • DOI

      10.5059/yukigoseikyokaishi.78.527

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immunological Evaluation of Co‐Assembling a Lipidated Peptide Antigen and Lipophilic Adjuvants: Self‐Adjuvanting Anti‐Breast‐Cancer Vaccine Candidates2020

    • Author(s)
      Aiga Taku、Manabe Yoshiyuki、Ito Keita、Chang Tsung‐Che、Kabayama Kazuya、Ohshima Shino、Kametani Yoshie、Miura Ayane、Furukawa Hiroto、Inaba Hiroshi、Matsuura Kazunori、Fukase Koichi
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 59 Pages: 17705~17711

    • DOI

      10.1002/anie.202007999

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chemically Synthesized TLR4 Ligands, Their Immunological Functions, and Potential as Vaccine Adjuvant2020

    • Author(s)
      Shimoyama Atsushi、Fukase Koichi
    • Journal Title

      Progress in Inflammation Research

      Volume: 87 Pages: 1~19

    • DOI

      10.1007/978-3-030-56319-6_1

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Synthetic Biology Approach for Elucidating the N-Glycan Functions2021

    • Author(s)
      Yoshiyuki Manabe
    • Organizer
      4th A3 Young Scientist Meeting
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Siglecとの相互作用解析のためのシアル酸含有N-グリカンの合成2021

    • Author(s)
      白川明日香、真鍋良幸、出村健太、増井誠二、深瀬浩一
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] カゴ型ホウ素錯体によるフッ化糖を用いたグリコシル化反応の開発2021

    • Author(s)
      生長優香、笹谷祥大、真鍋良幸、角永悠一郎、小西彬仁、安田誠、深瀬浩一
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] ドリコールの全合成および合成プローブを用いたドリコールの機能解析2021

    • Author(s)
      小野莉紗子,平尾宏太郎,真鍋良幸,梅川雄一,村田道雄,深瀬浩一
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] 共会合型セルフアジュバンティング乳がんワクチンの合成と免疫機能評価2021

    • Author(s)
      伊藤啓太,真鍋良幸,相賀拓,樺山一哉,大島志乃,亀谷美恵,古川寛人,稲葉央,松浦和則,深瀬浩一
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] Synthetic study of N-glycan from hyperthermophilic archaeon Thermococcus kodakarensis2021

    • Author(s)
      K. Hirao, Y. Manabe, I. Speciale, H. Atomi, A. Molinaro, C. De, Castro. K. Fukase
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] Analysis of Membrane Protein Dynamics by Glycan-galectin Interaction Using Synthetic Glycan-displaying Cells2021

    • Author(s)
      三浦彩音 ・樺山一哉 ・真鍋良幸・三宅秀斗・白川明日香・初村洋紀・山地俊之・鈴木健一・深瀬浩一
    • Organizer
      東海大学マイクロ・ナノ啓発会
  • [Presentation] Development of astatine-211 labeled gold nanoparticles for alpha nano-brachytherapy2021

    • Author(s)
      Xuhao Huang, Hiroki Kato, Yuichiro Kadonaga, Atsushi Shimoyama, Kazuya Kabayama, Daisuke Katayama, Kazuhiro Ooe, Atsushi Toyoshima, Atsushi Shinohara, Koichi Fukase
    • Organizer
      CAMPUS Asia 2021 International Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and evaluation of astatine-211 labeled gold nanoparticles for alpha nano-brachytherapy2021

    • Author(s)
      Xuhao Huang, Hiroki Kato, Yuichiro Kadonaga, Atsushi Shimoyama, Kazuya Kabayama, Daisuke Katayama, Kazuhiro Ooe, Atsushi Toyoshima, Atsushi Shinohara, Koichi Fukase
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] 共生菌Alcaligenes faecalis由来リピドAライブラリーの合成およびその免疫調節機能2021

    • Author(s)
      山浦遼生、下山敦史、溝手啓介、細見晃司、國澤純、深瀬浩一
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] 核医学治療を志向したα線放出核種標識抗体の創製と機能評価2021

    • Author(s)
      山本 竜駒、樺山 一哉、兼田 加珠子、世良田 聡、仲 哲治、篠原 厚、深瀬 浩一
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] Synthesis and functions of monophosphoryl Alcaligenes faecalis lipid As2021

    • Author(s)
      Davie Kenneth, Haruki Yamaura, Atsushi Shimoyama, Koichi Fukase
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] Development of highly functionalized lipid A for self-adjuvanting vaccines2021

    • Author(s)
      Yusuke Yamanaka, Atsushi Shimoyama, Koichi Fukase
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] 細菌特有構造に着目したコアオリゴ糖部分構造の化学合成と機能評価2021

    • Author(s)
      松田彩那,宇戸智哉,下山敦史,深瀬浩一
    • Organizer
      第101回日本化学会春季年会
  • [Presentation] Analysis of Membrane Protein Dynamics by Glycan-galectin Interaction Using Synthetic Glycan-displaying Cells2020

    • Author(s)
      Ayane Miura, Syuto Miyake, Kazuya Kabayama, Yoshiyuki Manabe, Asuka Shirakawa, Hiroki Syomura, Toshiyuki Yamaji, Kenichi Suzuki, Koichi Fukase
    • Organizer
      Academia Sinica-Osaka University Symposium 2020
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Immunological Evaluation of Conjugate/Co-Assembly of Peptide Antigen and Adjuvant as Self-adjuvanting Anti-breast Cancer Candidates2020

    • Author(s)
      Keita Ito, Yoshiyuki Manabe, Taku Aiga, Tsung-Che Chang, Kazuya Kabayama, Shino Ohshima, Yoshie Kametani, Hiroto Furukawa, Hiroshi Inaba, Kazunori Matsuura, and Koichi Fukase
    • Organizer
      第57回ペプチド討論会
  • [Presentation] Siglecとの相互作用解明を目指した重水素標識シアル酸含有N-グリカンの合成研究2020

    • Author(s)
      白川明日香、真鍋良幸、出村健太、増井誠二、深瀬浩一
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [Presentation] コアフコースの機能制御を目指したFUT8阻害剤の開発2020

    • Author(s)
      柳原 茉由、高倉 陽平、真鍋 良幸、深瀬 浩一
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [Presentation] コアフコース含有N-グリカンの機能解明・制御を目指したケミカルバイオロジー2020

    • Author(s)
      真鍋 良幸,Roberta Marchetti,武部 智之,笠原 里実,高倉 陽平,二瓶 渉,田中 克典,樺山 一哉, Fabrizio Chiodo,花島 慎弥,鎌田 佳宏,三善 英知, Hari Prasad Dulal,山口 芳樹,安達 禎之,大野 尚仁,田中 浩士, Alba Silipo, Antonio Molinaro,深瀬 浩一
    • Organizer
      第62回天然有機化合物討論会
  • [Presentation] アジュバント-抗原複合体の創製を目指した高次機能化リピドAの開発2020

    • Author(s)
      山中優介、下山敦史 、深瀬浩一
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [Presentation] Campylobacter jejuni 由来リピドAの系統的合成と機能解析2020

    • Author(s)
      藤江駿成・中川翔・松浦良史・下山敦史・深瀬浩一
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [Presentation] 腸管免疫組織共生菌リピドAライブラリーの合成とTLR4-MD2受容体機能制御2020

    • Author(s)
      山浦遼生、下山敦史、溝手啓介、深瀬浩一
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [Presentation] α線核種標識抗体の創製と機能評価2020

    • Author(s)
      東 茉由、樺山 一哉、角永 悠一郎、後藤 浩太朗、月村 亘、松田 昭生、水野 真盛、深瀬 浩一
    • Organizer
      第10回CSJ化学フェスタ
  • [Presentation] 寄生・共生箘由来リポ多糖部分構造の化学合成と免疫調節機能の解明2020

    • Author(s)
      下山敦史、山浦遼生、宇戸智哉、細見晃司、Di Lorenzo Flaviana, 藤本ゆかり、Molinaro Antonio、清野 宏、國澤 純、深瀬浩一
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Remarks] 深瀬研究室ホームページ

    • URL

      http://www.chem.sci.osaka-u.ac.jp/lab/fukase/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] At-211アスタチン標識金ナノ粒子の局所投与による悪性腫瘍増殖抑制2021

    • Inventor(s)
      加藤弘樹、深瀬浩一、樺山一哉、下山敦史、角永悠一郎ら
    • Industrial Property Rights Holder
      加藤弘樹、深瀬浩一、樺山一哉、下山敦史、角永悠一郎ら
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-022612
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金ナノ粒子含有医薬2020

    • Inventor(s)
      加藤弘樹、深瀬浩一、樺山一哉、下山敦史、角永悠一郎ら
    • Industrial Property Rights Holder
      加藤弘樹、深瀬浩一、樺山一哉、下山敦史、角永悠一郎ら
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-86250

URL: 

Published: 2021-12-27  

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