Heparan sulfate and heparanase are involved in viral pathological processes

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K08342
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Environmental and hygienic pharmacy
• Research Institution: Hoshi University
• Principal Investigator: Higashi Nobuaki 星薬科大学, 薬学部, 教授 (40302616)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安達 勇光 公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所 沼津支所, 主席研究員 (00250051) ; 山本 典生 順天堂大学, 医学部, 准教授 (40323703)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 微生物・感染症学 / 細胞外マトリックス / 炎症 / インフルエンザウイルス / ヘパラナーゼ / 上皮細胞 / 組織修復 / ヘパラン硫酸

Outline of Final Research Achievements

Heparan sulfate and a sole degrading enzyme heparanase are involved in infectious and subsequent pathological processes of influenza virus. Lack of syndecan-1 expression in lung epithelial cells increased infection efficiency of influenza virus. Heparastatin (SF4) and another novel heparanase inhibitor as an endogenous molecule (chondroitin sulfates) have been identified and examined for suppression of infection-associated inflammation. A cell surface molecule syndecan-4 is involved in the incorporation process of extracellular heparanase into mast cells. Survival of epithelial cells is enhanced via heparanase- and cleaved heparan sulfate-mediated stimuli in which an NF-kappaB-dependent intracellular signal is partly involved. The present research project demonstrates potential availability of heparanase inhibitors as a drug candidate to suppress pathological disorders induced by influenza virus infection.

Free Research Field

生物系薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題の実施により、インフルエンザウイルス感染時におけるヘパラナーゼとヘパラン硫酸の役割の一端を示すことができた。ウイルスの感染過程とともに、これに伴って生じる個体内の炎症や組織破壊についても、ヘパラナーゼとヘパラン硫酸は病態を調節する上で重要な因子であった。このことはヘパラナーゼによるヘパラン硫酸分解の制御方法の開発が重要であることを改めて示すものであり、阻害剤を開発する上での動機付けを高めた。新型コロナウイルス感染症でも示されたように、感染防御とともに、これに随伴して生じる局所性もしくは全身性の炎症症状に対して、その制御方法を見出すことは極めて重要な課題である。