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立体選択的β-ラムノシル化反応を用いた鳥類病原性大腸菌O1複合糖質ワクチンの創製

研究課題

研究課題/領域番号 19J13223
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分33020:有機合成化学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

西 信哉  慶應義塾大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2020年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード鳥類病原性大腸菌O1 / 複合糖質ワクチン / 糖鎖合成 / β-ラムノシド / グリコシル化反応 / 位置選択的 / 立体選択的 / ボロン酸
研究開始時の研究の概要

鳥類病原性大腸菌(APEC)は、養鶏産業に多大な経済的損出をもたらす病原菌であり、多剤耐性を有することから、近年問題視されている。とりわけ、APECの主要な血清種であるAPEC O1は、敗血症などで人の生命を脅かす病原性大腸菌とゲノムが酷似していることから、人獣共通感染症を引き起こすことが懸念されており、APEC O1に対するワクチン開発が注目されている。
そこで、本研究では、1)毒性を示すことなく、抗原性を示すAPEC O1糖鎖抗原の合成及び 2)合成糖鎖を用いたAPEC O1に対する安全性の高い複合糖質ワクチンの創製を目的とし、研究を行う。

研究実績の概要

鳥類病原性大腸菌(APEC)は、養鶏産業に多大な経済的損失をもたらす病原菌であり、多剤耐性を有することから、近年問題視されている。とりわけ、APECの主要な血清種であるAPEC O1は、人獣共通感染症を引き起こすことが懸念されていることから、APEC O1に対するワクチン開発が注目されている。このような背景の中、前年度までにAPEC O1糖鎖抗原候補五糖誘導体および複合体の合成を達成している。そこで本年度は、(1)APEC O1の抗原糖鎖構造の解明、および(2)ワクチン候補複合糖質の合成・評価を目的として研究を行った。
(1)APEC O1の抗原糖鎖構造の解明を行った。まず、前年度までに確立した抗原候補五糖―BSA複合体の合成法をもとに、五糖の部分構造を有する三糖複合体および二糖複合体を合成した。次に、合成した3種類の複合体と抗APEC O1血清との親和性をELISAアッセイにより評価した。その結果、五糖―BSA複合体が抗APEC O1血清と高い親和性を示すことを見出し、合成した五糖がAPEC O1に対するワクチン開発に有用な抗原候補糖鎖であることを明らかにした。
(2)上記(1)で見出した五糖を有する複合糖質の合成および評価を行った。まず、キャリアタンパク質としてKLHを選択し、APEC O1抗原候補五糖―KLH複合体を合成した。次に、合成した複合糖質のワクチン活性を評価した。供試動物としてニワトリを選択し、複合糖質を投与したニワトリの抗APEC O1抗体産生量をELISAアッセイにより定量することで評価した。その結果、複合糖質投与群は対照群と比較して、優位に抗APEC O1抗体が産生されることを見出し、合成したAPEC O1抗原候補五糖―KLH複合体がAPEC O1感染を予防する有用なワクチン候補物質であることを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Synthesis of a Pentasaccharide Repeating Unit of Lipopolysaccharide Derived from Virulent E. coli O1 and Identification of a Glycotope Candidate of Avian Pathogenic E. coli O12020

    • 著者名/発表者名
      Nishi Nobuya、Seki Katsunori、Takahashi Daisuke、Toshima Kazunobu
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 60 号: 4 ページ: 1789-1796

    • DOI

      10.1002/anie.202013729

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 立体特異的β-ラムノシル化反応の開発とワクチンを志向した病原性大腸菌O1糖鎖―タンパク質複合体の合成2020

    • 著者名/発表者名
      西信哉、関克典、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      第62回天然有機化合物討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ボロン酸触媒を用いた位置及び立体選択的β-ラムノシル化反応の開発と病原性大腸菌O1糖鎖合成への応用2020

    • 著者名/発表者名
      西信哉、関克典、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      第117回有機合成シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] マンノシルエリスリトールリピッドの肌荒れ改善活性に関する構造活性相関研究2020

    • 著者名/発表者名
      近藤孝則、西信哉、森田友岳、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本油化学会第59回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 合成糖鎖―タンパク質複合体を用いた鳥類病原性大腸菌O1糖鎖エピトープの解明2020

    • 著者名/発表者名
      関克典、西信哉、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      第39回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Oligosaccharide derived from Pathogenitic E. coli Using Boronic-Acid-Catalyzed Regio- and Stereoselective β-Rhamnosylation2020

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Nishi, Katsunori Seki, Daisuke Takahashi, Kazunobu Toshima
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マンノシルエリスリトールリピッド(MEL)類の系統的合成と構造活性相関研究2019

    • 著者名/発表者名
      西信哉、舩越桃子、梨子田淳希、伴野太祐、朝倉浩一、高橋良昭、林千草、五十嵐雅之、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      新規素材探索研究会第18回セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Organoboron-mediated stereospecific β-Rhamnosylation through an SNi-type mechanism2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Nishi, Kazuhiro Sueoka, Daisuke Takahashi, Kazunobu Toshima
    • 学会等名
      7th National Tsing Hua University/Keio University Bilateral Symposium of Advanced Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マンノシルエリスリトールリピッド及びその類縁体の効率的全合成と抗菌活性2019

    • 著者名/発表者名
      西信哉、宮嶋壱京、梨子田淳希、高橋良昭、林千草、澁谷優子、五十嵐雅之、高橋大介、戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本油化学会第58回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Regio- and Stereoselective β-Rhamnosylation Using a Boronic acid Catalyst and Its Application to the Synthesis of an Oligosaccharide Derived from E. coli2019

    • 著者名/発表者名
      Nobuya Nishi, Katsunori Seki, Daisuke Takahashi, Kazunobu Toshima
    • 学会等名
      11th Asian Community of Glycoscience and Glycotechnology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 等価な水酸基を見分けて選択的に糖を付与する新技術 -抗生物質の合成を簡便に、創薬研究に貢献-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2020/5/18/28-69846/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 鳥類病原性大腸菌の抗原候補糖鎖を特定-化学合成を駆使したワクチン開発に期待-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2020/11/16/28-76321/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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