シアロ糖鎖を足場とする新機能分子の創製と革新的利用技術の創出

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22380067
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 木曽 真 岐阜大学, 応用生物科学部, 特任教授 (90092931)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 秀治 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (20203002)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: ガングリオシド / シアル酸 / 神経疾患 / CD22 / グルコシルセラミド / 1分子イメージング / ラフトマーカー

Research Abstract

（１）シアロ糖鎖を足場とするマイコプラズマ滑走運動の分子機構を明らかにするために、16種の人工糖鎖を用いて、マイコプラズマ滑走運動におけるシアル酸オリゴ糖の認識特異性と結合親和力を解析した。その結果、マイコプラズマの足（legs）が、錠と鍵（lock-and-key）様式でシアロ糖鎖を捕まえて滑走していることが明白となった（Journal of Bacteriology, 195, 429-435, 2013）。また、H5N1型トリ・インフルエンザウィルスのヘマグルチニン変異とヒトへの感染機構を分子細胞レベルで解析した（Virology, 447, 326-337, 2013）。
（２）人工合成した天然型及びファイトスフィンゴシン・セラミドを含むガングリオシドGM3を膜構成成分とし、その膜表面にシアリルルイスX糖鎖を結合させたグライコリポソームを作製した。次いで、その内部にエリスロポイエチン（EPO）を封じ込めて心臓の炎症性サイトに送達させるドラッグ・デリバリー・システム（DDS）を確立した（Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 304, H1124-1133, 2013）。
（３）グルコシルセラミド誘導体を最終のグルコシル化アクセプターとする「カセット合成法」を応用することにより、ガングリオシドGalNAc-GM1bの全合成に初めて成功した（Molecules, 18, 15153-15181, 2013）。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

交付申請書に掲げた6つの研究目的について大いに研究を推進し、この４年間で計26報に上る国際的英文誌にその成果を報告・公開した。全て世界で初めて達成されたレベルの高い研究成果であり、共同研究を含めて国内外において高く評価されている。

Strategy for Future Research Activity

現在のところ、研究は当初の計画以上に進展しているので、特に研究計画の変更はない。

Research Products

• [Journal Article] Extending the Glucosyl Ceramide Cassette Approach: Application in the Total Synthesis of Ganglioside GalNAc-GM1b (2013)
  • Author(s): Konishi, M., Imamura, A., Fujikawa, K., Ando, H., Ishida, H. and Kiso, M.
  • Journal Title: Molecules Volume: 19 Pages: 15153-15181
  • DOI: 10.3390/molecules181215153
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Changes in the hemagglutinin of H5N1 viruses during human infection - Influence on receptor binding (2013)
  • Author(s): Crusat, M., Kiso, M., Feizi, T. et al
  • Journal Title: Virology Volume: 447 Pages: 326-337
  • DOI: 10.1016/j.virol.2013.08.010i
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Post-infarct active cardiac-targeted delivery of erythropoietin by liposomes with Sialyl Lewis X repairs infarcted myocardium in rabbits (2013)
  • Author(s): Yamada, Y., Kobayashi, H., Iwasa, M., Sumi, S., Ushikoshi, H., Aoyama, T., Nishigaki, K., Takemura, G., Fujiwara, T., Fujiwara, H., Kiso, M. and Minatoguchi, S.
  • Journal Title: Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. Volume: 304 Pages: H1124-1133
  • DOI: 10.1152/ajpheart.00707.2012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of Binding in Mycoplasma mobile and Mycoplasma pneumoniae Gliding Analyzed through Inhibition by Synthesized Sialylated Compounds (2013)
  • Author(s): Kasai, T., Nakane, D., Ishida, H., Ando, H., Kiso, M. and Miyata, M.
  • Journal Title: Journal of Bacteriology Volume: 195 Pages: 429-435
  • DOI: 10.1128/JB.01141-12
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ガングリオシドSJG-2に特異なシアル酸配列の合成研究 (2014)
  • Author(s): 坂本紘一, 中島慎也, 玉井秀樹, 今村彰宏, 安藤弘宗, 石田秀治, 木曽真
  • Organizer: 日本農芸化学会2014年度大会
  • Place of Presentation: 明治大学（神奈川県）
  • Year and Date: 20140328-20140330
• [Presentation] DDSを指向したシアリルルイスX修飾リポソームの合成と機能評価 (2014)
  • Author(s): 植木章晴, Unga, J., 樋口ゆり子, 川上茂, 安藤弘宗, 石田秀治, 山下富義, 橋田充, 木曽真
  • Organizer: 日本農芸化学会2014年度大会
  • Place of Presentation: 明治大学（神奈川県）
  • Year and Date: 20140328-20140330
• [Presentation] 神経突起伸展活性をもつガングリオシドLLG-3 の構造活性相関研究2 (2014)
  • Author(s): 山岸愛実, 矢部（細田）律子, 玉井秀樹, 小西美紅, 今村彰宏, 矢部富雄, 安藤弘宗, 石田秀治, 木曽真
  • Organizer: 日本農芸化学会2014年度大会
  • Place of Presentation: 明治大学（神奈川県）
  • Year and Date: 20140328-20140330
• [Presentation] Synthetic Gangliosides and Glycan Probes for Cell-Material Integration (2014)
  • Author(s): Kiso, M., Ishida, H., Ando, H.
  • Organizer: 27th International Carbohydrate Symposium
  • Place of Presentation: Bangalore, India
  • Year and Date: 20140112-20140117
  • Invited
• [Presentation] Study on culturing system for pluripotent stem cells utilizing carbohydrate-carbohydrate interactions (2014)
  • Author(s): Pal, R., Komura, N., Imamura, A., Tokura, Y., Ueno, T., Ishida, H., Ando, H., Kiso, M.
  • Organizer: 27th International Carbohydrate Symposium (ICS27)
  • Place of Presentation: Bangalore, India
  • Year and Date: 20140112-20140117
• [Presentation] Total synthesis of ganglioside GAA-7 and evaluation of its neuritegenic activity (2014)
  • Author(s): Tamai, H., Ando, H., Ishida, H., Kiso, M.
  • Organizer: 27th International Carbohydrate Symposium (ICS27)
  • Place of Presentation: Bangalore, India
  • Year and Date: 20140112-20140117
• [Presentation] Synthesis of Novel Glycolipid with Sialyl Lewis X Epitope and Evaluation of Glyco-coated Liposomes for DDS (2014)
  • Author(s): Ueki, A., Unga, J., Higuchi, Y., Kawakami, S., Ando, H., Ishida, H., Yamashita, F., Hashida, M., Kiso, M.
  • Organizer: 27th International Carbohydrate Symposium (ICS27)
  • Place of Presentation: Bangalore, India
  • Year and Date: 20140112-20140117
• [Presentation] Development of a-series gangliosides probes for imaging of raft-associated signaling (2013)
  • Author(s): Komura, N., Suzuki, K., Ando, H., Ishida, H., Kusumi, A., Kiso, M.
  • Organizer: The 5th Asian Communications of Glycobiology and Glycotechnology (the 5th ACGG)
  • Place of Presentation: Khon Kaen University, Thailand
  • Year and Date: 20131014-20131018
• [Presentation] Synthesis and functional evaluation of fluorescent ganglioside GD1b useful for live imaging of cell membrane (2013)
  • Author(s): Konishi, M., Suzuki, K., Imamura, A., Ando, H., Ishida, H., Kusumi, A., Kiso, M.
  • Organizer: The 5th Asian Communications of Glycobiology and Glycotechnology (the 5th ACGG)
  • Place of Presentation: Khon Kaen University, Thailand
  • Year and Date: 20131014-20131018
• [Presentation] Synthesis and structure-activity relationship study on neuritegenic ganglioside LLG-3 from Echinoderm (2013)
  • Author(s): Tamai, H., Yamagishi, M., Hosoda-Yabe, R., Imamura, A., Yabe, T., Ando, H., Ishida, H., Kiso, M.
  • Organizer: 5th iCeMS Retreat
  • Place of Presentation: 長浜市（滋賀）
  • Year and Date: 20130906-20130907
• [Presentation] Synthesis and Evaluation of Novel Sialyl Lewis X-coated liposomes for Positive Targeting in DDS (2013)
  • Author(s): Ueki, A., Unga, J., Kawakami, S., Ando, H., Ishida, H., Yamashita, F., Hashida, M., Kiso, M.
  • Organizer: 5th iCeMS Retreat
  • Place of Presentation: 長浜市（滋賀）
  • Year and Date: 20130906-20130907
• [Presentation] 細胞膜メソ領域の1分子イメージングのための蛍光糖脂質プローブの開発 (2013)
  • Author(s): 河村奈緒子, 安藤弘宗, 鈴木健一, Chadda, Rahul, 坪井久恵, 池田泰祐, 田中賢治, 石田秀治, 楠見明弘, 木曽真
  • Organizer: 15th Asian Chemical Congress (15th ACC)
  • Place of Presentation: シンガポール
  • Year and Date: 20130819-20130823
  • Invited
• [Presentation] DDSを指向したシアリルルイスX修飾リン脂質の合成と糖修飾リポソームの機能評価 (2013)
  • Author(s): 植木章晴, Unga, J., 川上茂, 安藤弘宗, 石田秀治, 山下富義, 橋田充, 木曽真
  • Organizer: 第32回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター（大阪）
  • Year and Date: 20130805-20130807
• [Presentation] 神経突起伸展活性をもつガングリオシドLLG-3の構造活性相関研究 (2013)
  • Author(s): 山岸愛実, 矢部（細田）律子, 玉井秀樹, 小西美紅, 今村彰宏, 矢部富雄, 安藤弘宗, 石田秀治, 木曽真
  • Organizer: 第32回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター（大阪）
  • Year and Date: 20130805-20130807
• [Presentation] ラフト分子の１分子イメージングに向けた蛍光ガングリオシドの合成と機能評価 (2013)
  • Author(s): 河村奈緒子, 鈴木健一, 安藤弘宗, 石田秀治, 楠見明弘, 木曽 真
  • Organizer: 第32回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター（大阪）
  • Year and Date: 20130805-20130807
• [Book] Novel Approaches to Complex Glycosphingolipids, in Modern Synthetic Methods in Carbohydrate Chemistry: From Monosaccharides to Complex Glycoconjugates (2013)
  • Author(s): Ando, H., Pal, R., Ishida, H. and Kiso, M.
  • Total Pages: 406
  • Publisher: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA
• [Remarks] 生理活性物質学研究室 研究発表
  • URL: http://www1.gifu-u.ac.jp/~kassei1/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 合成糖脂質含有リポソーム (2010)
  • Inventor(s): 木曽真 石田秀治 山下泰治 他
  • Industrial Property Rights Holder: 岐阜大学 片山化学株式会社
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2009-554350
  • Filing Date: 2010-07-09
  • Acquisition Date: 2014-01-31
  • Overseas