2013 Fiscal Year Research-status Report
感染・化学物質に対する過剰な炎症応答の収束を目指した硫酸化糖鎖切断現象の機能解析
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25460165
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
東 伸昭 東京大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (40302616)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 微生物・感染症学 / 細胞外マトリックス / 炎症 / ヘパラナーゼ / マスト細胞 / 脱顆粒 / アレルギー / 敗血症 |
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| Research Abstract |
本研究課題では敗血症・皮膚慢性炎症の発症過程で生じる硫酸化糖鎖の切断・放出現象が炎症の調節に関与するかどうかを検討するとともに、この知見を活かした新規治療法の糸口となる制御物質を見出すことを目的としている。
マスト細胞の硫酸化糖鎖の切断が炎症の持続性・強さ・性質の変化に関与するか否かを検討する目的を達成するために、分泌顆粒内の硫酸化糖鎖が切断されるマスト細胞、切断を受けないマスト細胞のよいモデルを構築する必要があると考えられた。マウス個体由来細胞からのマスト細胞の誘導法を、既存の方法（FEBS Lett 582:1444(2008)、J Immunol 178:6465(2007)）を参考に検討し、分泌顆粒内に蓄積されるプロテオグリカンの種類を検討した。この結果、分泌顆粒内にヘパリンを含有するマスト細胞、コンドロイチン硫酸を含有するマスト細胞を誘導することに成功した。ヘパリンがヘパラナーゼによって低分子に切断されるのに対し、コンドロイチン硫酸はこれを切断するエンド型の酵素がないことから、低分子化を受けないことが予想される。この２つの細胞集団の示すマスト細胞の機能を比較することは、硫酸化糖鎖の切断がもたらす炎症への影響を解析する一つの方法論として利用できる。
一方、炎症をより直接的に誘導するサイトカイン産生能について検討し、現在実験系を構築済みである培養細胞株MSTからMCP-1などのケモカイン、IL-13などのアレルギー発症に関与するサイトカインが蛋白質レベルとして放出されることを確認した。アレルギーを制御する物質を実際にこれらの細胞が産生することが確認できたことから、これらの生理活性物質の動態について今後検討していきたい。
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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
本研究課題で果たすべき題目（敗血症・皮膚慢性炎症の発症過程で生じる硫酸化糖鎖の切断・放出現象が炎症の調節に関与するかどうかを検討する）を達成する上で、マスト細胞の硫酸化糖鎖の切断の有無とその機能を比較できる系を見出したこと、また、マスト細胞株から様々なサイトカイン・ケモカイン類が産生されることを確認できたこと、これらは当初の計画どおりの進行であり、次年度以降にヘパラナーゼによる機能変化を様々な視点から検討する上での礎が築かれたと考えられる。一方、免疫細胞の臓器内浸潤におけるヘパラナーゼの関与に関する検討は、阻害物質の探索が十分に進んでいない。平均すると、概ね順調に進展していると言えるが、次年度のさらなる研究展開が重要であると考えている。
研究科内の人事異動により、この１年間に２回の研究科内部での引っ越しを余儀なくされた。特に期間の後半は新しい課題に思い切って取り組むことが困難な状況にあった。
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| Strategy for Future Research Activity |
マスト細胞の硫酸化糖鎖の切断が炎症の持続性・強さ・性質の変化に関与するか否かを引き続き検討する。平成25年度に確立した２種類のマスト細胞集団の誘導法を利用し、両細胞集団における生理活性物質の放出を浮遊培養系で、またコラーゲンゲルなどの生体内組織を模倣した系で検討する。マスト細胞培養株MSTについてもサイトカイン産生に注目することが可能であるので、浮遊培養系、生体内組織模倣系で同様に検討を行う。ここまでを当座のマイルストーンとする。これとともに、マスト細胞の機能が関与する動物炎症モデルを探索する。この探索は平成26年度以降に、マスト細胞のヘパラナーゼが生体内において炎症の持続性・強さ・性質を調節するか否かを解明する上で、重要なステップであると考えている。また、免疫細胞の臓器内浸潤が観察される炎症モデルを探索するとともに、ヘパラナーゼの活性阻害物質を広く探索する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究科内の人事異動に伴い、研究科内での引っ越しを余儀なくされた。事実上、年度の後半は２回の引っ越しとその片付けに多くの時間をとられ、資金を投入しての実験の遂行に大きな支障が生じた。このような大きな変化は、当初計画を提出した平成25年度始めの段階では予期し得ないものであった。
研究概要に記載したように、平成25年度の後半に計画されていた研究内容については、既に遂行すべき研究方針が明確である。すなわち、確立した２種類のマスト細胞集団において機能を比較すること、培養可能なMST細胞によるサイトカイン産生・放出能を検討することが次のマイルストーンとなるので、これらを達成すべく計画的な研究の遂行に注力する。
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[Journal Article] Heparanase-mediated cleavage of macromolecular heparin accelerates release of granular components of mast cells from extracellular matrices.2014
Author(s)
Higashi N, Waki M, Sue M, Kogane Y, Shida H, Tsunekawa N, Hasan A, Sato T, Kitahara A, Kasaoka T, Hayakawa Y, Nakajima M, Irimura T.
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Journal Title
Biochemical Journal
Volume: 458
Pages: 291-299
DOI
Peer Reviewed
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