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有機化学を基盤とした人獣共通感染症に対する複合糖質ワクチン開発への挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 20K21289
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

高橋 大介  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (00509929)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード複合糖質ワクチン / ラムノシル化 / 人獣共通感染症 / 鳥類病原性大腸菌 / 糖鎖抗原 / グリコシル化反応 / 有機合成 / ホウ素触媒
研究開始時の研究の概要

本研究では、ヒトにも感染性を示す人獣共通感染型APEC(鳥類病原性大腸菌)の出現予防を指向した新たな複合糖質ワクチンの創製研究を目的としているが、具体的には以下の項目を行う。(i)申請者らが開発してきたβ-ラムノシル化反応を駆使し、APEC O1の糖鎖抗原候補を化学合成する。(ii)合成したAPEC O1糖鎖とキャリアタンパク質とを複合化したワクチン候補分子を合成する。(iii)合成した候補分子を、マウスまたはニワトリに投与後、機能評価することで、複合糖質ワクチンとしての有効性を実証する。

研究成果の概要

本研究では、抗生物質の多用により多剤耐性を獲得し、かつヒトにも感染性を示す人獣共通感染型の鳥類病原性大腸菌(APEC)の出現予防を指向し、申請者らが独自に開発してきた「位置および立体選択的β-ラムノシル化反応」を用いたAPEC O1糖鎖抗原候補の化学合成および新規複合糖質ワクチンの創製を目的として研究を行った。その結果、本研究で合成した抗原候補五糖がAPEC O1に対するワクチン開発に有望な抗原候補糖鎖であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究が達成されれば、世界規模で多用されている抗生物質の使用量の低減化が大幅に促進され、現在危惧されている薬剤耐性菌の出現を予防する優位性のある手法になると大きく期待できる。また、β-ラムノシド構造は、大腸菌のみならず、肺炎球菌をはじめとする多くの病原菌にも含まれていることから、本複合糖質ワクチン合成法は、他の様々な病原菌にも応用可能な一般性の高いストラテジーになる。さらに、本研究はこれまで未解明であった病原菌糖鎖の機能解明にも貢献すると考えられる。以上、本研究の遂行は、経済的効果も含めた社会的波及効果だけでなく、学術的な意義も極めて大きい。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Hypocrellin B-based activatable photosensitizers for specific photodynamic effects against high H2O2-expressing cancer cells2022

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Takashi, Nakata Hirotaka, Takahashi Daisuke, Toshima Kazunobu
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 26 号: 2 ページ: 242-245

    • DOI

      10.1039/d1cc05823a

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Self-Assembling Properties and Recovery Effects on Damaged Skin Cells of Chemically Synthesized Mannosylerythritol Lipids2022

    • 著者名/発表者名
      Kondo Takanori, Yasui Chihiro, Banno Taisuke, Asakura Kouichi, Fukuoka Tokuma, Ushimaru Kazunori, Koga Maito, Minamikawa Hiroyuki, Saika Azusa, Morita Tomotake, Takahashi Daisuke, Toshima Kazunobu
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 26 号: 2

    • DOI

      10.1002/cbic.202100631

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 化学合成を駆使したワクチン開発への挑戦【ディビジョン・トピックス】2021

    • 著者名/発表者名
      高橋大介
    • 雑誌名

      化学と工業

      巻: 74 ページ: 513-513

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ホウ素媒介アグリコン転移反応と病原菌糖鎖合成への応用2021

    • 著者名/発表者名
      高橋大介, 戸嶋一敦
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 20 ページ: 32-41

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 有機光酸触媒を用いた光グリコシル化2021

    • 著者名/発表者名
      戸嶋一敦, 高橋大介
    • 雑誌名

      バイオインダストリー

      巻: 20 ページ: 3-11

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Synthesis of low-molecular weight fucoidan derivatives and their binding abilities to SARS-CoV-2 spike proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Koike Tatsuki, Sugimoto Aoi, Kosono Shuhei, Komaba Sumika, Kanno Yuko, Kitamura Takashi, Anzai Itsuki, Watanabe Tokiko, Takahashi Daisuke, Toshima Kazunobu
    • 雑誌名

      RSC Medicinal Chemistry

      巻: 12 号: 12 ページ: 2016-2021

    • DOI

      10.1039/d1md00264c

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diboron-Catalyzed Regio- and 1,2-cis-α-Stereoselective Glycosylation of trans-1,2-Diols2020

    • 著者名/発表者名
      Tomita Shunpei、Tanaka Masamichi、Inoue Michitaka、Inaba Kazuki、Takahashi Daisuke、Toshima Kazunobu
    • 雑誌名

      The Journal of Organic Chemistry

      巻: 85 号: 24 ページ: 16254-16262

    • DOI

      10.1021/acs.joc.0c02093

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2‐Naphthol Moiety of Neocarzinostatin Chromophore as a Novel Protein‐Photodegrading Agent and Its Application as a H2O2‐Activatable Photosensitizer2020

    • 著者名/発表者名
      Kitamura Takashi、Shiroshita Saori、Takahashi Daisuke、Toshima Kazunobu
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 26 号: 63 ページ: 14351-14358

    • DOI

      10.1002/chem.202000833

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Total Synthesis of Terpioside B2020

    • 著者名/発表者名
      Inaba Kazuki、Endo Masato、Iibuchi Naoto、Takahashi Daisuke、Toshima Kazunobu
    • 雑誌名

      Chemistry-A European Journal

      巻: 26 号: 45 ページ: 10222-10225

    • DOI

      10.1002/chem.202002878

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diastereoselective desymmetric 1,2-cis-glycosylation of meso-diols via chirality transfer from a glycosyl donor2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Masamichi、Sato Koji、Yoshida Ryoki、Nishi Nobuya、Oyamada Rikuto、Inaba Kazuki、Takahashi Daisuke、Toshima Kazunobu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 2431-2431

    • DOI

      10.1038/s41467-020-16365-8

    • 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
  • [雑誌論文] マンノシルエリスリトールリピッド(MEL)の効率的全合成と抗菌活性を指標とした構造-機能相関の解明2020

    • 著者名/発表者名
      高橋大介、戸嶋一敦
    • 雑誌名

      オレオサイエンス

      巻: 20 号: 5 ページ: 209-214

    • DOI

      10.5650/oleoscience.20.209

    • NAID

      130007840878

    • ISSN
      1345-8949, 2187-3461
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 病原性大腸菌O1由来糖鎖-タンパク質複合体の合成と鳥類病原性大腸菌O1糖鎖エピトープの解明2022

    • 著者名/発表者名
      関克典, 牧川巧, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 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類縁体の合成と肌荒れ改善活性2022

    • 著者名/発表者名
      安井ちひろ, 近藤孝則, 森田友岳, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] First total synthesis of glycosphingolipids, terpioside B2021

    • 著者名/発表者名
      Inaba Kazuki, Iibuchi Naoto, Endo Masato, Takahashi Daisuke, Toshima Kazunobu
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Boronic-acid-catalyzed diastereoselective desymmetric 1,2-cis-Glycosylation of meso-diols via chirality transfer from a glycosyl donor2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Daisuke, Tanaka Masamichi, Sato Koji, Toshida Ryoki, Nishi Nobuya, Oyamada Rikuto, Inaba Kazuki, Toshima Kazunobu
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホウ素媒介アグリコン転移反応を 駆使した有用糖質合成2021

    • 著者名/発表者名
      高橋大介
    • 学会等名
      第18回JCGGシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フコイダン類縁体の合成とSARS-CoV-2スパイクタンパク質に対する結合活性2021

    • 著者名/発表者名
      小池樹, 杉本葵, 小薗脩平, 駒場澄香, 菅野優子, 北村貴士, 安齋樹, 渡辺登喜子, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規有機光ルイス酸触媒を用いた 光グリコシル化反応の開発2021

    • 著者名/発表者名
      大谷直輝, 東山昂平, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ホウ素媒介アグリコン転移反応を用いた 生物活性糖質の化学修飾法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      木村公亮, 安永剛, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] マンノシルエリスリトールリッピドの自己組織化特性と肌荒れ改善活性2021

    • 著者名/発表者名
      近藤孝則, 安井ちひろ, 伴野太祐, 朝倉浩一, 雜賀あずさ, 福岡徳馬, 森田友岳, 高橋 大介, 戸嶋 一敦
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 天然スフィンゴ糖脂質テルピオシドBおよび類縁体の全合成2021

    • 著者名/発表者名
      稲葉和樹, 木村公亮, 遠藤正人, 飯淵直人, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      GlycoTOKYO2021
    • 関連する報告書
      2021 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)の系統的全合成とがん細胞選択毒性2021

    • 著者名/発表者名
      安井ちひろ, 近藤孝則, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      GlycoTOKYO2021
    • 関連する報告書
      2021 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全合成とがん細胞に対する効果2021

    • 著者名/発表者名
      安井ちひろ, 近藤孝則, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本油化学会第60回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Boron-Mediated Aglycon Delivery and Its Application to the Synthesis of a Glycoconjugate Vaccine Candidate against Avian Pathogenic E. Coli O12021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Daisuke
    • 学会等名
      ACS Fall 2021 National Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヒポクレリンBを基本骨格としたH2O2応答型光感受性分子によるがん細胞選択的光細胞毒性2021

    • 著者名/発表者名
      北村貴士, 中田大貴, 高橋大介, 戸嶋一敦
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第15回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Boron-Mediated Aglycon Delivery and Its Application to the Synthesis of Glycosides2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Daisuke
    • 学会等名
      Carbohydrate Chemistry and Glycobiology in Asia 1
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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を指標とした構造-機能相関の解明2021

    • 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
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] O-アリールシアロシド固定化ダイヤモンド電極によるインフルエンザウイルス検出センサ―の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小池 樹、加藤 颯、山本 崇史、松原 輝彦、栄長 泰明、佐藤 智典、高橋 大介、戸嶋 一敦
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ホウ素媒介アグリコン転移反応(BMAD)を用いたα-1,3-グルカンの効率的合成2021

    • 著者名/発表者名
      冨田 隼平、高橋 大介、戸嶋 一敦
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Design, Synthesis and Biological Evaluation of H2O2-Activatable Photosensitizer based on Hypocrellin B2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Kitamura、Hirotaka Nakata、Daisuke Takahashi、Kazunobu Toshima
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] セラノスティクスを指向した刺激応答型光感受性分子―蛍光分子ハイブリッドの合成と機能評価2021

    • 著者名/発表者名
      城下 沙織、高橋 大介、戸嶋 一敦
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ホウ素媒介アグリコン転移反応(BMAD)を利用した生物活性糖質の化学修飾法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      安永 剛、高橋 大介、戸嶋 一敦
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] ホウ素媒介アグリコン転位反応(BMAD)を用いたα-1,3-グルカンの合成2020

    • 著者名/発表者名
      冨田 隼平、田中 将道、井上 道貴、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 実施状況報告書
  • [学会発表] シアロシド固定化ダイヤモンド電極によるインフルエンザウイルスセンサーの開発2020

    • 著者名/発表者名
      小池 樹、加藤 颯、山本 崇史、松原 輝彦、栄長 泰明、佐藤 智典、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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] テルピオシドBの全合成2020

    • 著者名/発表者名
      稲葉 和樹、遠藤 正人、飯淵 直人、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 実施状況報告書
  • [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 実施状況報告書
  • [学会発表] ホウ素触媒を用いた新規グリコシル化反応の開発と応用2020

    • 著者名/発表者名
      高橋大介
    • 学会等名
      第七回ケムステVシンポジウム「有機化学の若い力」
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 1,2-cis O-Glycosylation methods In Comprehensive Glycoscience 2nd edition, J. J. Barchi (Ed.), Vol. 2, 365-412.2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Daisuke, Toshima Kazunobu
    • 総ページ数
      48
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128194751
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 分子生命化学研究室

    • URL

      https://www.applc.keio.ac.jp/~toshima/takahashi.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [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
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] β-ラムノシドを精密に合成する新手法の開発-病原菌由来糖鎖合成を簡便に、ワクチン開発への応用に期待-

    • URL

      https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2018/8/31/28-47621/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-08-03   更新日: 2023-01-30  

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