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機能改変酵素を用いた革新的真菌感染症診断法の実用化開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K07487
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関東京薬科大学

研究代表者

山中 大輔  東京薬科大学, 薬学部, 講師 (70734599)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード深在性真菌症 / β-D-グルカン / β-1,6-グルカン / β-1,6-グルカナーゼ / 多糖 / 糖質加水分解酵素
研究開始時の研究の概要

本研究では糖質分解酵素の機能改変により開発したβ-1,6-グルカン特異結合プローブとβ-1,6-グルカン高感度測定方法を、実際の真菌症患者血中を循環する真菌由来微量β-1,6-グルカン測定に応用するため、ヒト血清の適切な前処理方法を検討する。また、真菌感染症新規迅速診断法としての実用化を目指し、従来の診断薬で問題とされていた偽陽性反応発生頻度や多糖類過剰摂取マウスの検体とβ-1,6-グルカン測定法の反応性を評価し、本法の特徴を明らかにする。

研究成果の概要

本研究では申請者らが開発したβ-1,6-グルカン高感度測定法の真菌感染症診断薬としての応用可能性を検証するため、最適なヒト検体前処理法の検討および医薬品・食品由来の類似多糖による偽陽性反応の発生可能性について各種検討を行った。ヒト血清中にはβ-1,6-グルカン測定を阻害する因子が認められたが、希釈加熱法を適応することで、血清中の微量β-1,6-グルカンの検出が可能となった。一部のβ-グルカン製剤と僅かな反応を示したものの、血中β-1,6-グルカン測定において食事の影響を受けにくいことが明らかとなった。以上より、本測定法が真菌感染時に放出されるβ-1,6-グルカンを検出できる可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

酵素をもとに開発したβ-1,6-グルカン高感度検出法によって、これまで解析が困難だったβ-1,6-グルカンの生体内での挙動を追跡できる可能性があった。本研究では、血清などの生体検体中のβ-1,6-グルカンを本測定法で高感度に検出するための最適な前処理法を決定し、感染症診断薬としての応用可能性を示した。また、食事由来β-1,6-グルカンのマウス体内での挙動についての知見はこれまでにもほとんど得られていなかったため、本研究成果は多糖の挙動に関する基礎的な知的基盤としての価値も持つ。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] BIONIC: Biological Network Integration Using Convolutions2022

    • 著者名/発表者名
      Duncan T. Forster, Sheena C. Li, Yoko Yashiroda, Mami Yoshimura, Zhijian Li, Luis Alberto Vega Isuhuaylas, Kaori Itto-Nakama, Daisuke Yamanaka, Yoshikazu Ohya, Hiroyuki Osada, Bo Wang, Gary D. Bader & Charles Boone
    • 雑誌名

      Nature Methods

      巻: 19 号: 10 ページ: 1250-1261

    • DOI

      10.1038/s41592-022-01616-x

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Jerveratrum-Type Steroidal Alkaloids Inhibit β-1,6-Glucan Biosynthesis in Fungal Cell Walls2022

    • 著者名/発表者名
      Kubo Karen、Itto-Nakama Kaori、Ohnuki Shinsuke、Yashiroda Yoko、Li Sheena C.、Kimura Hiromi、Kawamura Yumi、Shimamoto Yasuhiro、Tominaga Ken-Ichi、Yamanaka Daisuke、Adachi Yoshiyuki、Takashima Shinichiro、Noda Yoichi、Boone Charles、Ohya Yoshikazu
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1128/spectrum.00873-21

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Functionally modified chitotriosidase catalytic domain for chitin detection based on split-luciferase complementation2022

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Daisuke、Suzuki Kento、Kimura Masahiro、Oyama Fumitaka、Adachi Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 282 ページ: 119125-119125

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2022.119125

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a Highly Sensitive β-Glucan Detection System Using Scanning Single-Molecule Counting Method2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi Yoshiyuki、Nakata Hidetaka、Tanabe Tetsuya、Yamanaka Daisuke、Kanno Takashi、Ishibashi Ken-ichi、Ohno Naohito
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 11 ページ: 5977-5977

    • DOI

      10.3390/ijms22115977

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Split Enzyme-Based Biosensors for Structural Characterization of Soluble and Insoluble β-Glucans2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamanaka,Suzuka Kurita,Yuka Hanayama and Yoshiyuki Adachi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 4 ページ: 1576-1576

    • DOI

      10.3390/ijms22041576

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] SLCAを用いたβ-グルカン合成阻害薬曝露後のカンジダ細胞壁多糖構造解析2022

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔、安達 禎之
    • 学会等名
      第66回 日本医真菌学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 糖質分解酵素の機能改変と真菌多糖解析への応用2022

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔
    • 学会等名
      第66回 日本医真菌学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒトキチナーゼを用いた真菌細胞壁キチンの高感度検出法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔、鈴木 健斗、木村 将大、小山 文隆、安達 禎之
    • 学会等名
      第41回 関東医真菌懇話会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 機能改変型キチナーゼを用いたキチン検出法による血清中真菌キチンの構造変化の解析2022

    • 著者名/発表者名
      島崎 錬、山中 大輔、安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 真菌細胞壁多糖の高感度検出を目的とした糖質加水分解酵素の機能改変2022

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔、安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 機能改変型ヒトキトトリオシダーゼを用いたELISA様試験による生体内キチンの検出2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木 健斗、山中 大輔、安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 機能改変エンドグルカナーゼを用いた細胞壁β-1,6-グルカンの高感度検出法2021

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,栗田 涼香,大野 尚仁,安達 禎之
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第54回研究報告会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 一分子蛍光検出法による高感度な真菌多糖検出システムに関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      安達 禎之,山中 大輔,菅野 峻史,石橋 健一,大野 尚仁
    • 学会等名
      第65回日本医真菌学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] スプリットルシフェラーゼ融合β-グルカン認識タンパク質を用いた真菌細胞壁の糖鎖構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,菅野 峻史,安達 禎之
    • 学会等名
      第65回日本医真菌学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Split-NanoLuc融合バイオセンサーによるβ-1,3/1,6-グルカンの構造特異的検出法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,栗田 涼香,菅野 峻史,安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高感度β-1,6-グルカン測定法を用いたβ-1,6-グルカンの組織分布に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      小林 茉鈴,山中 大輔,杉浦 真裕,菅野 峻史,元井 章智,安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 多糖の高感度検出技術開発と真菌研究への応用2021

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Deletion of β-1,6-glucan on the Zymosan surface attenuates the dectin-1-dependent NF-κB activation2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamanaka, Suzuka Kurita, Takashi Kanno, and Yoshiyuki Adachi
    • 学会等名
      16th Meeting of the International Endotoxin and Innate Immunity Society
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 機能改変β-グルカナーゼを用いたβ-1,6-グルカン検出法における各種真菌の反応性評価2020

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,石橋 健一,大野 尚仁,安達 禎之
    • 学会等名
      第64回日本医真菌学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 一分子蛍光検出法を用いた高感度な真菌多糖検出システムの検討2020

    • 著者名/発表者名
      安達 禎之,山中 大輔,菅野 峻史,石橋 健一,大野 尚仁
    • 学会等名
      第64回日本医真菌学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 機能改変β-1,6-グルカナーゼを用いたβ-1,6-グルカンの高速定量法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,中島 大智,木村 将大,小山 文隆,大野 尚仁,安達 禎之
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] β-1,6-グルカナーゼの機能改変による高感度β-1,6-グルカン測定法と応用2020

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,後藤 佳世,中島 大智,木村 将大,小山 文隆,大野 尚仁,安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 高感度β-1,6-グルカン測定法を用いた食餌由来β-1,6-グルカンの吸収と分布に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      杉浦 真裕,山中 大輔,高浜 亜季子,元井 章智,大野 尚仁,安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] β-1,3-1,6-グルカンの測定方法2020

    • 発明者名
      中田秀孝,安達禎之,石橋健一,山中大輔,大野尚仁
    • 権利者名
      オリンパス株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 外国
  • [産業財産権] β-1,6-分岐β-1,3-グルカンまたはβ-1,3-グルカンの検出・定量方法および検出・定量キット2020

    • 発明者名
      山中大輔、安達禎之
    • 権利者名
      東栄新薬株式会社
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-149797
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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