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時間軸上で変化する代謝と糖鎖の関係解明に向けた高スループット糖鎖解析システム開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K06505
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47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

木下 充弘  近畿大学, 薬学部, 教授 (40330279)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードマイクロチップ電気泳動 / 高スループット / 糖タンパク質糖鎖 / 代謝 / シアル酸結合様式特異的 / HepG2 / セクレトーム / 糖鎖 / レクチン
研究開始時の研究の概要

糖鎖の理解は糖鎖構造解析の困難さゆえ一筋縄ではなく、未だ多くの課題が残っている。糖鎖解析に不足しているスループット性の低さは、パラレル解析が困難であることに起因している。キャピラリー/マイクロチップ電気泳動法は、マルチキャピラリーの使用によりパラレル解析を実現できる唯一の技術であるが、一部の解析例を除き、糖鎖解析法としては活用されていない。本研究は、糖鎖と代謝の関係に踏み込み、加齢や老化に伴う代謝の変動こそ糖鎖に影響を与えうることを明らかにすることに主眼しつつ、同時に糖鎖研究におけるキャピラリー/マイクロチップ電気泳動法の有用性を実証する試金石となる研究でもある。

研究成果の概要

全自動マイクロチップ電気泳動装置を用いて高スループットな糖鎖解析システムを開発し、開発したシステムを細胞を用いる代謝モデルにおける代謝変動と糖鎖構造のかかわりを解明するため応用した。開発したシステムは従来の糖鎖解析に比べ10倍以上スループット向上を達成できた。また、細胞増殖因子などによる代謝変化の解析へと応用し、糖鎖が遺伝子発現を伴わない代謝変化の影響を受け変化しう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

本研究は、マイクロチップ電気泳動装置を糖鎖解析技術として利用しつつ、糖鎖と代謝の関係に踏み込み、加齢や老化に伴う代謝の変動こそ糖鎖構造に影響を与えうる要因であることを明らかにし、同時に糖鎖研究におけるマイクロチップ電気泳動法の有用性を実証する試金石となる研究として、社会的意義は大きいと言える。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 糖鎖の深層理解のための分析技術2024

    • 著者名/発表者名
      木下充弘、山田佳太
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 96 ページ: 199-206

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A rapid and convenient enzyme digestion method for the analysis of N-glycans using exoglycosidase-impregnated polyacrylamide gels fabricated in an automatic pipette tip2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Sachio、Kato Naho、Wada Miki、Kinoshita Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 39 号: 7 ページ: 1041-1046

    • DOI

      10.1007/s44211-023-00314-8

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of HPLC separation and fractionation of 8-aminopyrene-1,3,6-trisulfonic acid labeled N-glycans using a hydrophilic interaction chtomatography column2022

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto S, Miyawaki N, Kawakami N, Kinoshita M, Suzuki S
    • 雑誌名

      BUNSEKIKAGAKU

      巻: 71 ページ: 333-339

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent advances and trends in sample preparation and chemical modification for glycan analysis2022

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Mitsuhiro、Yamada Keita
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      巻: 207 ページ: 114424-114443

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2021.114424

    • 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] In Situ Pinpoint Photopolymerization of Phos-Tag Polyacrylamide Gel in Poly(dimethylsiloxane)/Glass Microchip for Specific Entrapment, Derivatization, and Separation of Phosphorylated Compounds2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Sachio、Yano Shoko、Kinoshita Mitsuhiro、Suzuki Shigeo
    • 雑誌名

      Gels

      巻: 7 号: 4 ページ: 268-268

    • DOI

      10.3390/gels7040268

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-throughput N-glycan screening method for therapeutic antibodies using a microchip-based DNA analyzer: a promising methodology for monitoring monoclonal antibody N-glycosylation2021

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Mitsuhiro、Nakajima Kazuki、Yamamoto Sachio、Suzuki Shigeo
    • 雑誌名

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      巻: 413 号: 19 ページ: 4727-4738

    • DOI

      10.1007/s00216-021-03434-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 生体試料中のマイナー酸性O-型糖鎖の解析2023

    • 著者名/発表者名
      山田佳太、木下充弘
    • 学会等名
      第35回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マイクロチップ電気泳動を用いる高スループット糖鎖プロファイリング技術開発2023

    • 著者名/発表者名
      御子柴柚子、栗須理沙、山本佐知雄、木下充弘
    • 学会等名
      第35回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] シアル酸結合様式特異的アミド化いよる糖鎖の分析能向上に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      椙本美樹、山本佐知雄、木下充弘
    • 学会等名
      第73回日本薬学会関西支部
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] プロパルギル化シリカを用いる糖タンパク質の特異的に回収に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      渡部和馬、山本佐知雄、木下充弘
    • 学会等名
      第73回日本薬学会関西支部
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 生体試料中のマイナー酸性O-型糖鎖の解析2023

    • 著者名/発表者名
      山田佳太、半澤 健、中嶋和紀、木下充弘
    • 学会等名
      第42回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 光硬化性レクチン固定化アクリルアミドゲルを用いる糖鎖のアフィニティーマイクロチップ電気泳動法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本佐知雄,鮎川立希,高橋佑季,木下充弘
    • 学会等名
      第29回クロマトグラフィーシンポジウム(沖縄)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 光重合性Phos-tag含有アクリルアミドゲルを用いるリン酸化化合物のオンライン濃縮・標識・分離システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本佐知雄,矢野祥子,木下充弘
    • 学会等名
      第73回日本電気泳動学会総会(栃木)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 多分岐マイクロチップとレクチン固定化アクリルアミドゲルを用いる糖鎖のアフィニティーマイクロチップ電気泳動法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本佐知雄,鮎川立希,鈴木茂生,木下充弘
    • 学会等名
      第34 回バイオメディカル分析科学シンポジウム(千葉)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 光硬化性レクチン固定化アクリルアミドゲルを利用した糖鎖のアフィニティーマイクロチップ電気泳動法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      山本佐知雄,鮎川立希,鈴木茂生,木下充弘
    • 学会等名
      日本分析化学会第71年会(岡山)2022.9.14
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 増殖シグナル依存的な細胞外GlcN取り込み促進によるN-結合型糖鎖の高分岐化2022

    • 著者名/発表者名
      谷の上顕太、寺口瑠果、山本佐知雄、木下充弘
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マイナー酸性O-結合型糖鎖の解析2022

    • 著者名/発表者名
      山田佳太、木下充弘
    • 学会等名
      第41回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロチップ電気泳動法によるN-グリカンの高スループットスクリーニング2021

    • 著者名/発表者名
      木下充弘、曽我部有司、坂本泉
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] グライコミクスをエイジング研究に活かす2021

    • 著者名/発表者名
      木下充弘
    • 学会等名
      第33回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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