| Project/Area Number |
19H02902
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38050:Food sciences-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Toda Masako 東北大学, 農学研究科, 教授 (10828429)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐分利 亘 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (00598089)
比能 洋 北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (70333333)
新谷 尚弘 東北大学, 農学研究科, 教授 (70374973)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
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| Keywords | mannose / mannan / dendritic cells / 樹状細胞 / マンノース / 免疫機能性 / マンノ－ス / 免疫機能 / 免疫調整機能 / 免疫調製機能 / アレルギ－ |
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| Outline of Research at the Start |
真菌類や植物には結合様式の異なる様々なα型とβ型のマンナン（D-マンノ－スを含む多糖類）が含まれる。マンナンは「免疫系に対する機能を持つ食品成分」と注目され、その機能性の科学的解析が求められている。本研究はマンノ－ス骨格を持つ分子の免疫学的な意義を明らかすることを目的とする。α型やβ型マンナンのコア構造を持つオリゴマ-を用いて、免疫調節性を発現するマンナン骨格を、樹状細胞の培養系や炎症性疾患マウスモデルにおいて同定する。さらにマンナン分子の免疫調節性の作用機序を解明する。また、日本の国菌と言われる「麹菌」を用いてマンノシル化アレルゲンを調製し、抗アレルギ－作用を持つマンナン分子の作製を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
The aim of this study was to identify immunological function of mannose-based molecules and its action mechanisms. Among α-mannooligosaccharides, long chain molecules such as α-Man-(1→6)-Man4 inhibited lipopolysaccharide (LPS)-stimulated activation of bone marrow derived murine dendritic cells (BMDC). In contrast, among β-mannooligosaccharides, β-Man-(1→4)-Man activated BMDC via engagement of toll-like receptor 4. We also found that α-mannan from yeast promotes anti-inflammatory responses (e.g., IL-10 production) in BMDC when it was stimulated with LPS. Metabolome analysis showed that α-mannan altered levels of many metabolites in BMDC, e.g., an increased level of lactic acid, the final product of glycolysis, and a reduced level of succinic acid, an inflammatory metabolite of TCA cycle. The results suggest that α-mannan induces reprogram of cellular metabolism and thereby promotes anti-inflammatory response in BMDC.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
食品や微生物にはマンノ－ス骨格を持つ分子が含まれており、健康増進への活用が期待されている。本研究では、各種マンノース骨格を持つ分子の免疫機能性やその機能性発現機序を明らかにした。β型マンノオリゴ糖の中ではβ-1,4-マンノビオースが樹状細胞に対して賦活化能を持ち、一方、酵母由来αマンナンは抗炎症性を誘導することを示した。特に、酵母由来αマンナンによる樹状細胞メタボローム変化についての知見は、細胞代謝やエピジェネティックな遺伝子発現を介した樹状細胞応答のさらなる新規機序の解明、そして免疫制御のストラテジー確立に結びつく。また、本研究は科学的根拠に基づく免疫機能食品の開発にも貢献すると考えられる。
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