細菌由来成分ペプチドグリカンの生体内での認識機構解明と免疫アジュバント活性の利用

• 研究課題/領域番号: 17510178
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤本 ゆかり 大阪大学, 大学院・理学研究科, 講師 (00362616)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円); 2006年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2005年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: ペプチドグリカン / 自然免疫 / 複合糖質 / 免疫アジュバント / 蛍光標識

研究概要

免疫増強活性を持つ細菌細胞壁成分ペプチドグリカン(PGN)について、PGN受容体であるNod1、Nod2あるいはToll like receptor(TLR)2による認識機構解明を目指し、PGN部分構造・標識体を合成した。またそのPGNの糖鎖-ペプチド鎖複合構造構築のための合成手法の開発を行った。すなわち、Nod1のリガンドであるγ-D-グルタミル-ジアミノピメリン酸(iE-DAP)について、まずDAPの光学活性体の分離方法について条件を確立し、各鏡像体を分離して、その活性を測定するとともに、光学活性DAPを用いた4種のiE-DAPの合成、それらの活性測定を行い、光学異性体の活性の違いを初めて明らかにした。また、光学活性な天然型iE-DAPを効率的に合成することを目的とし、光学活性体を選択的に得るためのDAP誘導体新規合成法を確立した。受容体Nod1による認識機構の解析と細胞内での局在の観測を目指し、IE-DAPの蛍光標識化を行いNod1刺激活性を保持した標識体の合成に成功した。Nod2のリガンドであるムラミルジペプチド(MDP)についても、認識機構及び細胞内における挙動の観測のため、MDPの蛍光標識体の合成を目指してリンカー部の導入の検討を行い、合成法を確立するとともに標識体を得た。
また、MDPの、抗体産生を促進する免疫増強アジュバント活性に注目し、免疫増強アジュバントとしてMDP類縁体、抗原として細菌由来細胞表層多糖成分をキャリアタンパク質に結合させた合成糖鎖ワクチンの開発を試みようとしているが、免疫増強アジュバントとして種々の6-O-acyl-MDP構造にキャリアタンパク質結合のためのリンカーを導入した化合物の合成に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A role of lipophilic peptidoglycan-related molecules in induction of Nodl-mediated immune responses (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Hasegawa
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 282 ページ: 11757-11764
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A role of lipophilic peptidoglycan-related molecules in induction of Nod1-mediated immune responses. (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Hasegawa, A.Kawasaki, K.Yang, Y.Fujimoto, J.Masumoto, E.Breukink, G.Nufiez, K.Fukase, N.Inohara
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 282 ページ: 11757-11764
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A role of lipophilic peptidoglycan-related molecules in induction of Nod1-mediated immune responses (2007)
  • 著者名/発表者名: M.Hasegawa
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry (in press)
• [雑誌論文] Differential release and distribution of Nod1 and Nod2 immunostimulatory molecules among bacterial species and environments (2006)
  • 著者名/発表者名: M.Hasegawa
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 29054-29063
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Meso-Diaminopimelic Acid and meso-Lanthionine, Amino Acids Specific to Bacterial Peptidoglycans, Activates Human Epithelial Cells through NOD1 (2006)
  • 著者名/発表者名: A.Uehara
  • 雑誌名: J. Immunol. 177 ページ: 1796-1804
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Sarcoidosis and NOD1 variation with impaired recognition of intracellular Propionibacterium acnes. (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Tanabe
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 1762 ページ: 794-801
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Toll-like Receptors, NOD1 and NOD2, in Oral Epithelial Cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Y.Sugawara
  • 雑誌名: J. Dent. Res. 85 ページ: 524-529
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of peptidoglycan fragments and evaluation of their biological activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Seiichi Inamura
  • 雑誌名: Organic ＆ Biomolecular Chemistry 4 ページ: 232-242
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A synthetic peptidoglycan fragment as a competitive inhibitor of the melanization cascade (2006)
  • 著者名/発表者名: Ji W.Park
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nodl acts as an intracellular receptor to stimulate chemokine production and neutrophil recruitment in vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Junya Masumoto
  • 雑誌名: The Journal of Experimental Medicine 203(1) ページ: 203-213
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and bioactivity of fluorescence- and biotin-labeled lipid A analogues for investigation of recognition mechanism in innate immunity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Yukari Fujimoto
  • 雑誌名: Tetrahedron Letters 47 ページ: 539-543
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of peptidoglycan fragments and evaluation of their biological activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Inamura, S., Fujimoto.Y., Kawasaki, A., Shiokawa, Z., Woelk, E., Heine, H., Lindner, B., Inohara, N., Kusumoto, S., Fukase, K.
  • 雑誌名: Org.Biomol.Chem. 4 ページ: 232-242
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Differential release and distribution of Nod1 and Nod2 immunostimulatory molecules among bacterial species and environments. (2006)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, M., Yang, K., Hashimoto, M., Park, J.-H., Kim, Y.-G., Fujimoto, Y., Nunez, G., Fukase, K., Inohara, N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 29054-29063
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Sarcoidosis and NOD1 variation with impaired recognition of intracellular Propionibacterium acnes. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, T., Ishige, I., Suzuki, Y., Aita, Y., Furukawa, A., Ishige, Y., Uchida, K., Suzuki, T., Takemura, T., Ikushima, S., Oritsu, M., Yokoyama, T., Fujimoto, Y., Fukase, K., Inohara, N., Nunez, G., Eishi, Y.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta 1762 ページ: 794-801
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Meso-diaminopimelic acid and meso-lanthionine, amino acids specific to bacterial peptidoglycans, activate human epithelial cells through NOD1. (2006)
  • 著者名/発表者名: Uehara, A., Fujimoto.Y., Kawasaki, A., Kusumoto, S., Fukase, K., Takada, H.
  • 雑誌名: J.Immunol. 177 ページ: 1796-1804
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Toll-like receptors, NOD1 and NOD2, in oral epithelial cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sugawara, Y., Uehara, A., Fujimoto.Y., Kusumoto, S., Fukase, K., Shibata, K., Sugawara, S., Sasano, T., Takada, H.
  • 雑誌名: J.Dent.Res. 85 ページ: 524-529
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A synthetic peptidoglycan fragment as a competitive inhibitor of the melanization cascade. (2006)
  • 著者名/発表者名: Park, J.W., Je, B-R., Piao, S., Inamura, S., Fujimoto, Y., Fukase, K,.Kusumoto, S., Soderhall, K., Ha, N.-C., Lee, B.L.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 7747-7755
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nod1 acts as an intracellular receptor to stimulate chemokine production and neutrophil recruitment in vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Masumoto, J., Yang, K., Varambally, S., Hasegawa, M., Tomlins, S.A., Qui, S., Fujimoto.Y., Kawasaki, A., Foster, S.J., Horie, Y., Mak, T.W., Nunez, G., Chinnaiyan, A.M., Fukase, K., Inohara, N.
  • 雑誌名: J.Exp.Med. 203 ページ: 203-213
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Synthesis and bioactivity of fluorescence-and biotin-labeled lipid A analogues for investigation of recognition mechanism in innate immunity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fujimoto.Y., Kimura, E., Murata, S., Kusumoto, S., Fukase, K.
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 47 ページ: 539-543
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nod1 acts as an intracellular receptor to stimulate chemokine production and neutrophil recruitment in vivo. (2006)
  • 著者名/発表者名: Junya Masumoto
  • 雑誌名: The Journal of Experimental Medicine 203(1) ページ: 203-213
• [雑誌論文] Synthesis of peptidoglycan fragments and evaluation of their biological activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Seiichi Inamura
  • 雑誌名: Organic & Biomolecular Chemistry 4 ページ: 232-242
• [雑誌論文] Chemically synthesized pathogen-associated molecular patterns increase the expression of peptidoglycan recognition proteins viatoll-like receptors, NOD1 and NOD2 in human oral epithelial cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Akiko Uehara
  • 雑誌名: Cellular Microbiology 7 ページ: 675-686
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Synthesis of lipid A and its analogues for investigation of the structural basis for their bioactivity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yukari Fujimoto
  • 雑誌名: Journal of Endotoxin Research 11 ページ: 341-347
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Human peptidoglycan recognition protein S is an effector of neutrophil-mediated innate immunity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ju Hyun Cho
  • 雑誌名: Blood 106 ページ: 2551-2558
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Human peptidoglycan recognition protein S is an effector of neutrophil-mediated innate immunity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Cho, J.H., Fraser, I.P., Fukase, K., Kusumoto, S., Fujimoto, Y., Stahl, G.L., Ezekowitz, R.A.B.
  • 雑誌名: Blood 106 ページ: 2551-2558
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Chemically synthesized pathogen-associated molecular patterns increase the expression of peptidoglycan recognition proteins via toll-like receptors, NOD1 and NOD2 in human oral epithelial cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Akiko Uehara
  • 雑誌名: Cellular Microbiology 7 ページ: 675-686
• [図書] エンドトキシン研究9「ヒト口腔上皮細胞のTLR系ならびにNOD系分子発現とその機能-特に抗菌物質産生について」 (2006)
  • 著者名/発表者名: 上原亜希子
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 医学図書出版株式会社(東京)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [図書] エンドトキシン研究9 「ヒトロ腔上皮細胞のTLR系ならびにNOD系分子発現とその機能-特に抗菌物質産生について」 (2006)
  • 著者名/発表者名: 上原亜希子
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 医学図書出版株式会社(東京)
• [産業財産権] Modulator of Nodl Signaling (2005)
  • 発明者名: 猪原直弘, 深瀬浩一, 藤本ゆかり
  • 権利者名: Univ. of Michigan, 大阪大学
  • 出願年月日: 2005-10-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [産業財産権] Modulator of Nod1 Signaling (2005)
  • 発明者名: 猪原直弘, 深瀬浩一, 藤本ゆかり
  • 権利者名: Univ. of Michigan 大阪大学
  • 出願年月日: 2005-10-13