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Rational design of high functional biosupra and development of therapeutic evaluation system with disease models

Research Project

Project/Area Number 17H04102
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Applied pharmacology
Research InstitutionThe University of Tokushima

Principal Investigator

ITOH Kohji  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (00184656)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 辻 大輔  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 助教 (00423400)
広川 貴次  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究チーム長 (20357867)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2017: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Keywordsバイオ医薬品 / 糖タンパク製剤 / リソソーム病 / ドラッグデリバリー / 糖鎖工学 / 糖タンパク質製剤
Outline of Final Research Achievements

Galactosialidosis (GS) model mice were established by introduction of recessive mutations inducing splicing defect into the murine cathepsin A (Ctsa) gene associated with both Ctsa and neuramnidase-1 (Neu1) deficiencies. The recombinant human CTSA precursor proteins carrying N-glycans with terminal mannose (Man) residues purified from the cocoons derived from the transgenic silkworms overexpressing the CTSA gene were intracerebroventricularly (icv) administered to be incorporated via Man receptors into the activated microglia to repress neuroinflammation. The human CTSA precursors carrying N-glycans with terminal mannose 6-phosphate receptors (M6P) were icv or intravenously administered to be incorporated via M6P receptors into the cells composing the brains or livers/spleens of GS mice to restore the intraparenchymal Neu1 activity to reduce the terminal sialylglycans accumulated in the organs.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

未だ治療法が無く、日本人に多い希少難病である、NEU1及びCTSA同時欠損症の病態解明と高機能型酵素を用いる新規治療法の開発研究から、ヒト培養細胞株でのNEU1遺伝子単独発現によるin vivo NEU1結晶の作製・単離法を確立し、世界初の分子特性や構造知見を得た。また農研機構との共同でCTSAを絹糸腺で高発現するTGカイコ繭から簡便精製でき、ヒト型様N型糖鎖が付加されたCTSA前駆体タンパク質は、GSモデルマウス脳室または静脈内投与により、各臓器内の両酵素活性の回復と蓄積シアリル糖鎖の減少(治療評価マーカー)が示され、バイオ医薬品の低コスト生産基材としてのTGカイコの有用性が期待された。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report

Research Products

(116 results)

All 2020 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 10 results) Presentation (101 results) (of which Int'l Joint Research: 18 results,  Invited: 3 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Development of a 1,3a,6a-Triazapentalene Derivative as a Compact and Thiol-specific Fluorescent Labeling Reagent2020

    • Author(s)
      Atsushi Nakayama, Akira Otani, Tsubasa Inokuma, Daisuke Tsuji, Haruka Mukaiyama, Akira Nakayama, Kohji Itoh, Akira Otaka, Keiji Tanino, and Kosuke Namba
    • Journal Title

      Commun. Chem.

      Volume: 3 Pages: 6-6

    • DOI

      10.1038/s42004-019-0250-0

    • NAID

      120006877882

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Linaburiosides A-D, acylated iridoid glucosides from Linaria buriatica.2020

    • Author(s)
      Niwa K, Yi R, Tanaka N, Kitaguchi S, Tsuji D, Kim SY, Tsogtbaatar A, Bunddulam P, Kawazoe K, Kojoma M, Damdinjav D, Itoh K, Kashiwada Y
    • Journal Title

      Phytochemistry

      Volume: 171 Pages: 112247-112247

    • DOI

      10.1016/j.phytochem.2019.112247

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Limonoids from the aerial parts of Munronia pinnata.2019

    • Author(s)
      Yang X, Tanaka N, Tsuji D, Lu FL, Yan X, Itoh K, Li DP, Kashiwada Y
    • Journal Title

      Tetrahedron

      Volume: 75 Pages: 130779-130779

    • DOI

      10.1016/j.tet.2019.130779

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  • [Journal Article] Improvement of Production and Isolation of Human Neuraminidase-1 in Cellulo Crystals2019

    • Author(s)
      Koiwai Kotaro et al.
    • Journal Title

      ACS Applied Bio Materials

      Volume: 2 Pages: 4941-4952

    • DOI

      10.1021/acsabm.9b00686

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    • Author(s)
      Chiaki Komiya, Akira Shigenaga, Jun Tsukimoto, Masahiro Ueda, Takuya Morisaki, Tsubasa Inokuma, Kouji Itou and Akira Otaka
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 55 Pages: 7029-7032

    • DOI

      10.1039/c9cc03583d

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  • [Journal Article] Preparation of protein thioesters enabled by carboxypeptidase-mediated C-terminal specific hydrazinolysis2019

    • Author(s)
      Chiaki Komiya 、Jun Tsukimoto、Masahiro Ueda、Takuya Morisaki、Tsubasa Inokuma、Akira Shigenaga、Kohji Itoh、Akira Otaka
    • Journal Title

      Peptide Science2018

      Volume: ー

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    • Author(s)
      Nakajima Hideki、Ueno Miki、Adachi Kaori、Nanba Eiji、Narita Aya、Tsukimoto Jun、Itoh Kohji、Kawakami Atushi
    • Journal Title

      Human Genome Variation

      Volume: 6

    • DOI

      10.1038/s41439-019-0054-x

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  • [Journal Article] Use of modified U1 small nuclear RNA for rescue from exon 7 skipping caused by 5'-splice site mutation of human cathepsin A gene2018

    • Author(s)
      Yamazaki N, Kanazawa K, Kimura M, Ike H, Shinomiya M, Tanaka S, Shinohara Y, Minakawa N, Itoh K, Takiguchi Y.
    • Journal Title

      Gene

      Volume: 677 Pages: 41-48

    • DOI

      10.1016/j.gene.2018.07.030

    • NAID

      120006706063

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    • Author(s)
      Ogawa Y, Irisa M, Sano T, Yanagi Y, Furusawa E, Saito T, Yamanaka S, Itoh K, Sakuraba H, Oishi K
    • Journal Title

      NeuroReport

      Volume: 29 Pages: 962-967

    • DOI

      10.1097/wnr.0000000000001060

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    • Author(s)
      Itoh K, Nishioka SI, Hidaka T, Tsuji D, Maita N
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 138 Issue: 7 Pages: 885-893

    • DOI

      10.1248/yakushi.17-00202-3

    • NAID

      130007386663

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
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      2018 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Platform Development for Drug Discovery Utilizing Silkworm towards “Novel Industrial Revolution”2018

    • Author(s)
      Sekimizu K, Itoh K
    • Journal Title

      YAKUGAKU ZASSHI

      Volume: 138 Issue: 7 Pages: 861-862

    • DOI

      10.1248/yakushi.17-00202-f

      10.1248/yakushi.17-00202-F

    • NAID

      130007386658

    • ISSN
      0031-6903, 1347-5231
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  • [Journal Article] リソソームの生理機能制御とリソソーム病における異常2018

    • Author(s)
      辻大輔, 伊藤孝司
    • Journal Title

      Seikagaku

      Volume: 90 Pages: 60-68

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  • [Presentation] In vivo gene therapy for GM2 gangliosidoses with novel AAV9/3-CMV-modHEXBvector .2020

    • Author(s)
      Kohji Itoh、Yukiya Ohnishi、Daisuke Tsuji、Watanabe Ryosuke、Kamori Nijiho、Asai Katsuhito、Muramatsu Shinichi
    • Organizer
      CHU St.Justine Conference
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Innovative gene therapy for lysosomal neuraminidase 1 (NEU1) deficiencies2020

    • Author(s)
      Kuhji Itoh、Jun Tsukimoto、Daisuke Tsuji、Yuto Horii、Toshiki Iniwa、Yuri Fukushi、Haruna Andoh
    • Organizer
      WorldSymposium2020
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      月本準、堀井雄登、五百磐俊樹、西岡宗一郎、伊藤孝司
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      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] 老化によるオートファジー異常とそのメカニズムの解明2020

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      大西恭弥、辻大輔、伊藤孝司
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      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] 中枢神経症状を呈するリソソーム病におけるミクログリア極性解析とJNK inhibitor を用いた治療効果検討2020

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      北口眞大、辻大輔、大西恭弥、伊藤孝司
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      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] Tay-Sachs病神経細胞モデルの構築と蓄積糖脂質の細胞内局在解析2020

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      眞継毅、辻大輔、中江隆豊、寺本日路美、山本圭、伊藤孝司
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      中江隆豊、辻大輔、大西恭弥、眞継毅、伊藤孝司
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      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] GM2ガングリオシドーシス神経細胞モデルの構築とFTY720による治療効果の検討2020

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      寺本日路美、辻大輔、大西恭弥、眞継毅、中江隆豊、田中裕大、伊藤孝司
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      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] カテプシンA欠損症モデルマウスの病理解析と蓄積基質の動態解析2020

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      五百磐俊樹、麻植真結子、堀井雄登、安藤春菜、竹内美絵、仲村和佳、伊藤孝司
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      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] イネ科植物の鉄イオン取り込みトランスポーター標識プローブの合成と評価2020

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      船曵早希、佐々木彩花、向山はるか、辻大輔、村田佳子、山本武範、カランジット サンギータ、中山淳、伊藤孝司
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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  • [Presentation] Novel gene therapy for GM2 gangliosidoses with novel AAV9/3-CMV-modHEXB vector2019

    • Author(s)
      Kohji Itoh、Yukiya Ohnishi、Daisuke Tsuji、Watanabe Ryosuke、Asai Katsuhito、Muramatsu Shinich
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      23rd ESN Biennial Meeting 7th Conference on Molecular Mechanisms of Regulation in the Nervous System
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  • [Presentation] In vivo gene therapy by ttilizing modified LL-Hexosaminidase B for GM2 gangliosidoses2019

    • Author(s)
      Yukiya Ohnishi、Daisuke Tsuji、Nijiho Kamori 、Shinichi Muramatsu、Kohji Itoh
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      Glyco25
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  • [Presentation] Study on in cellulo crystallization of human neuraminidase 1 and association with cathepsin A.2019

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      Jun Tsukimoto、Toshiki Iniwa 、Yuto Horii、Soichiro Nishioka、Kohji Itoh
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  • [Presentation] Aberrant autophagy in lysosomal storage disorders is caused by decrease of snare proteind in lysosomes.2019

    • Author(s)
      Hiroki Tanaka、Daisuke Tsuji、Yukiya Ohnishi、Tsuyoshi Matsugu、Hiromi Teramoto、Ryuto Nakae、Kohji Itoh
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      Glyco25
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Molecular pathogenesis and innovative therapy for lysosomal neuraminidase 1 (neu1)deficiencies(sialidosis and galactosialidoisis)2019

    • Author(s)
      Kohji Itoh、Jun Tsukimoto、Daisuke Tsuji、Yuto Horii、Toshiki Iniwa、Yuri Fukushi、Haruna Andoh、Simona P、Cabitta L、Grassi S、Prinetti A、Sonnino S
    • Organizer
      Glyco25
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  • [Presentation] ヒトタンパク質の哺乳類細胞を用いた細胞内結晶化2019

    • Author(s)
      小祝孝太郎、月本準、東哲也、加藤龍一、Leonard M.G.Chavas、千田俊哉、伊藤孝司、湯本史明
    • Organizer
      第42回 日本分子生物学会
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  • [Presentation] カテプシンA欠損症モデルマウスの表現型と病理解析2019

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      五百磐俊樹、麻植真結子、堀井雄登、安藤春菜、竹内美絵、仲村和佳、伊藤孝司
    • Organizer
      第42回 日本分子生物学会
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  • [Presentation] ヒトノイラミニダーゼ1 の細胞内結晶化制御と治療への応用2019

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      月本準、堀井雄登、西岡宗一郎、五百磐俊樹、伊藤孝司
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      第42回 日本分子生物学会
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      高橋里奈、植田百花、小出華永、川合 真央、山﨑 尚志、月本準、伊藤孝司、滝口 祥令
    • Organizer
      第58回 日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
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      船曵早希、佐々木彩花、辻大輔、村田佳子、カランジット サンギータ、中山淳、伊藤孝司、山本武範、難波康祐
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      第58回 日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
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      月本準、堀井雄登、西岡宗一郎、五百磐俊樹、伊藤孝司
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      大西恭弥 、辻大輔、 加守虹穂、村松慎一、伊藤孝司
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      堀井雄登、伊藤孝司
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      楠本嵩志、堂前純子、田中直伸、柏田良樹、辻大輔、伊藤孝司、石田竜弘、奥平桂一郎
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      Kouji Itou, Tanaka Yuhki, Hidaka Tomo, Horii Yuhto, Nishioka So-ichiro, Daisuke Tsuji, Prioni Simona, Cabitta Livia,Prinetti Alessandro, Sonnino Sandro, Isao Kobayashi, Megumi Sumitani and Hideki Sezutsu
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      1st International Conference on the Glycobiology of Nervous System
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    • Author(s)
      伊藤孝司
    • Total Pages
      100
    • Publisher
      北隆館
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    • URL

      http://www.tokushima-u.ac.jp/ph/faculty/labo/btc/

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    • Inventor(s)
      伊藤孝司、月本準
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人徳島大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
    • Acquisition Date
      2019
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URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2021-02-19  

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