2012 Fiscal Year Annual Research Report
疾患に関連するオリゴ糖の効率的な生産と医療用デバイスの作製
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23300176
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
畑中 研一 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70167584)
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2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | オリゴ糖 / インフルエンザウイルス / シアリルラクトース / 細胞培養 / ガングリオシド / テトラフェニルエチレン / 診断分子 / クリック反応 |
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| Research Abstract |
インフルエンザウイルスの抗体で修飾したマイクロビーズにヒト由来のウイルスおよびトリ由来のウイルスを吸着させた。これらに対して２種類糖鎖（α2→3結合したシアリルラクトシドおよびα2→6結合したシアリルラクトシド）を有する凝集誘起蛍光化合物を作用させ、フローサイトメーターなどを用いて検出した。特にトリ由来のインフルエンザウイルスに関しては、α2→6結合したシアリルラクトシドとの結合能を詳しく調べることにより、ヒト細胞への感染性を判断する用途に適しているかどうか検討した。
ドデシルグリコシドを「診断分子」として、各種薬剤（主に、糖転移酵素や糖鎖加水分解酵素の阻害剤）の副作用について調べた。本研究では、細胞内糖鎖合成の中でGM３に着目し、細胞内のGM３合成を制御する化合物探索手法を開発した。従来のHPTLCによるアッセイは煩雑で精度が低いことから、ハイスループットスクリーニングへの応用は不可能であった。そこで、クリック反応による蛍光基の導入とHPLCによるアッセイを組み合わせた新たなアッセイ系を構築し、これを用いた実際のスクリーニングを行った。本年度は、マウスメラノーマB１６細胞と１２－アジドドデシルラクトシドを用いて、東京大学創薬オープンイノベーションセンターからの化合物１００種に対して、細胞内GM３合成に影響を及ぼす効果を検討した。その結果、細胞内のGM３合成に影響を及ぼす化合物をいくつか発見した。このことは、細胞内の糖鎖合成を制御する化合物（即ち、薬剤探索）の一次スクリーニングが長鎖アルキルグリコシドを用いて可能となったことを示している。
さらに、筋ジストロフィー症において欠損するオリゴ糖である４糖の合成を中空糸培養法により行った。オリゴ糖の精製に関しては検討中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、培養細胞を利用して合成される生理活性オリゴ糖を効率的に生産する方法を確立し、これらのオリゴ糖を利用して疾患の診断や治療などに寄与するデバイスを構築することを目的とする。
本年度は、上記目的に沿って、インフルエンザウイルスをターゲットとしたα２→６シアリルラクトース（ヒト型）およびα２→３シアリルラクトース（トリ型）をテトラフェニルエチレンと結合させて、マイクロビーズ上に固定化したインフルエンザウイルスと相互作用させ、凝集によって誘起された蛍光をフローサイトメーターで検出することを試みた。また、薬剤の副作用による糖代謝異常を検出することを目的として、細胞診断分子であるドデシルラクトシドにアジド基を導入し、細胞から放出されたオリゴ糖含有化合物をクリック反応で蛍光分子に結合させ、HPLCによって容易に診断できることを示した。本手法は糖鎖合成を制御する薬剤の一次スクリーニングにおいて優秀な方法であることも示した。
以上の結果より、研究はおおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
【オリゴ糖鎖を有する医療デバイスの作製と性能評価】に関して、以下のような研究を行う。
（１）インフルエンザウイルスの抗体で修飾したマイクロビーズにヒト由来のウイルスおよびトリ由来のウイルスを吸着させる。これらに対して２種類糖鎖（α2→3結合したシアリルラクトシドおよびα2→6結合したシアリルラクトシド）を有する凝集誘起蛍光化合物を作用させ、フローサイトメーターなどを用いて検出する。特にトリ由来のインフルエンザウイルスに関しては、α2→6結合したシアリルラクトシドとの結合能を詳しく調べることにより、ヒト細胞への感染性を判断する用途に適しているかどうか検討する。トリインフルエンザウイルスの捕捉に関しては、空気中からの捕捉が可能なマイクロビーズの作製を試みる
（２）ドデシルグリコシドを「診断分子」として、各種薬剤（主に、糖転移酵素や糖鎖加水分解酵素の阻害剤）の副作用について調べる。化合物群の中から細胞内糖鎖合成に影響すると思われる化合物を本研究で開発した一次スクリーニングにより選択し、実際の細胞内糖鎖合成にどのように影響するのかについて、投与料や時間変化などについて調べる。また、細胞内への取り込み量や取り込み速度に関しても調べる。
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[Journal Article] Carbohydrate Immobilized on a Dendrimer-Coated Colloidal Gold Surface for Fabrication of a Lectin-Sensing Device Based on Localized Surface Plasmon Resonance Spectroscopy2013
Author(s)
M. Ogiso, J. Kobayashi, T. Imai, M. Itoh, K. Matsuoka, T. Imamura, T. Okada, H. Miura, T. Nishiyama, K. Hatanaka, N. Minoura
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Journal Title
Biosensors and Bioelectronics
Volume: Vol.41
Pages: 465-470
DOI
Peer Reviewed
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