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生体膜糖脂質による共受容体制御を介した新たなレプチン受容体シグナル制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K06531
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47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関東北医科薬科大学

研究代表者

稲森 啓一郎  東北医科薬科大学, 薬学部, 准教授 (70710375)

研究分担者 狩野 裕考  東北医科薬科大学, 薬学部, 助教 (40774279)
新田 昂大  東北医科薬科大学, 薬学部, ポスト・ドクター (30847976)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードガングリオシド / レプチン受容体 / Toll様受容体 / レポーターアッセイ / GM3合成酵素
研究開始時の研究の概要

肥満病態ではレプチン応答性不全により摂食・代謝調節機能異常を生じるが、その分子機序には不明な点が多い。生体膜糖脂質ガングリオシドは受容体シグナル伝達に深く関わっており、肥満時に増加し慢性炎症の誘発・増悪に関与する。本研究では、ガングリオシドがレプチン受容体(LEPR)への直接的作用、および相互作用のプラットフォームとして共受容体制御を介した作用の両面からLEPRシグナルを制御する機序を新たに提示し解明する。

研究実績の概要

生体膜糖脂質ガングリオシドは、生体膜マイクロドメインを構成する成分の一つとしてシグナル伝達に深く関わっており、肥満・糖尿病時に増加し慢性炎症の誘発・増悪に関与している。本研究では、申請者らが肥満モデルマウスにおいて見出した、レプチン受容体シグナル調節における生体膜糖脂質ガングリオシドの役割を明らかにするため、ガングリオシドのレプチン受容体に対する直接的作用、および共受容体制御を介した作用について検討を行う。これまで、レプチン受容体シグナル活性化をモニターするレポーターアッセイ系の構築を行い、阻害剤によるガングリオシド枯渇条件下におけるレプチン刺激後のSTAT3またはERK活性化の違いを見出していた。また、昨年度はレプチン受容体シグナルに負の影響を与える視床下部炎症に深く関わることが示されているミクログリアの活性化におけるGM3の役割の検討から、Toll様受容体TLR4のリガンドであるリポ多糖とHMGB1に対する応答性がGM3S KO細胞において著明に低下することを見出している。本年度は、その他のToll様受容体リガンドによる検討を行い、特異性について調べた。GM3S KO細胞においては、TLR1/2リガンドであるPam3CSK4やTLR3リガンドのPoly I:CによるTNF-alphaとIL-6産生がいずれもやや強まる傾向がみられた。一方、TLR7/8リガンドのR848、TLR9リガンドのCpGでははっきりとした応答性の違いは見られず、細胞膜ガングリオシドのTLR4活性化における役割が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

KO細胞を用いて野生型細胞との比較検討を進めていたが、得られる結果の再現性などで試行錯誤したりと、予想以上に時間を要している。

今後の研究の推進方策

GM3S KO細胞を用いた検討に加え、生合成酵素阻害剤による検討を加えて行う。また、生合成のフローが変わることで代替して発現する糖脂質分子種を測定・検討する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ストラスブール大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハーバード大学/ピッツバーグ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Neurological insights on two siblings with GM3 synthase deficiency due to novel compound heterozygous ST3GAL5 variants.2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S, Lei M, Nakagawa E, Takeshita E, Inamori KI, Shishido F, Sasaki M, Mitsuhashi S, Matsumoto N, Kimura Y, Iwasaki M, Takahashi Y, Mizusawa H, Migita O, Ohno I, Inokuchi JI.
    • 雑誌名

      Brain Dev.

      巻: 45(5) 号: 5 ページ: 270-277

    • DOI

      10.1016/j.braindev.2023.01.002

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cell density-dependent membrane distribution of ganglioside GM3 in melanoma cells2023

    • 著者名/発表者名
      Murate M, Yokoyama N, Tomishige N, Richert L, Humbert N, Pollet B, Makino A, Kono N, Mauri L, Aoki J, Sako Y, Sonnino S, Komura N, Ando H, Kaneko MK, Kato Y, Inamori KI, Inokuchi JI, Mely Y, Iwabuchi K, Kobayashi T.
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Life Sciences

      巻: 80 号: 6 ページ: 167-167

    • DOI

      10.1007/s00018-023-04813-9

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chronic encephalomyelitis virus exhibits cellular tropism and evades pDCs by binding to sialylated integrins as the cell surface receptors2023

    • 著者名/発表者名
      Takeda Kazuya、Kaifu Tomonori、Michihata Ryunosuke、Kinugawa Naotaka、Fujioka Atushi、Tateno Ayaka、Toshima Kaoru、Kanoh Hirotaka、Inamori Kei‐Ichiro、Kamijo Keiju、Himeda Toshiki、Ohara Yoshiro、Inokuchi Jin‐Ichi、Nakamura Akira
    • 雑誌名

      European Journal of Immunology

      巻: 53 号: 10 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1002/eji.202350452

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sialyltransferase Activity Assay for Ganglioside GM3 Synthase2023

    • 著者名/発表者名
      Inamori Kei-ichiro、Nitta Takahiro、Shishido Fumi、Watanabe Soichiro、Ohno Isao、Inokuchi Jin-ichi
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2613 ページ: 101-110

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2910-9_9

    • ISBN
      9781071629093, 9781071629109
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of Leptin Receptor Signaling by Gangliosides2022

    • 著者名/発表者名
      Inamori Kei-ichiro
    • 雑誌名

      Trends in Glycoscience and Glycotechnology

      巻: 34 号: 198 ページ: E25-E28

    • DOI

      10.4052/tigg.2106.1E

    • ISSN
      0915-7352, 1883-2113
    • 年月日
      2022-03-25
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ganglioside GM3 Synthase Deficiency in Mouse Models and Human Patients2022

    • 著者名/発表者名
      Inamori Kei-ichiro、Inokuchi Jin-ichi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 10 ページ: 5368-5368

    • DOI

      10.3390/ijms23105368

    • 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] Functional validation of novel variants in B4GALNT1 associated with early‐onset complex hereditary spastic paraplegia with impaired ganglioside synthesis2022

    • 著者名/発表者名
      Alecu JE, Ohmi Y, Bhuiyan RH, Inamori KI, Nitta T, Saffari A, Jumo H, Ziegler M, de Gusmao CM, Sharma N, Ohno S, Manabe N, Yamaguchi Y, Kambe M, Furukawa K, Sahin M, Inokuchi JI, Furakawa K, Ebrahimi-Fakhari D.
    • 雑誌名

      American Journal of Medical Genetics Part A

      巻: 188 号: 9 ページ: 2590-2598

    • DOI

      10.1002/ajmg.a.62880

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] GM3 synthase deficiency increases brain glucose metabolism in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Bharathi Sivakama S.、Zhang Bob B.、Paul Eli、Zhang Yuxun、Schmidt Alexandra V.、Fowler Benjamin、Wu Yijen、Tiemeyer Michael、Inamori Kei-ichiro、Inokuchi Jin-ichi、Goetzman Eric S.
    • 雑誌名

      Molecular Genetics and Metabolism

      巻: 137 号: 4 ページ: 342-348

    • DOI

      10.1016/j.ymgme.2022.10.006

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Altered Expression of Glycosphingolipids and Its Possible Significance in Ulcerative Colitis2023

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichiro Inamori, Hitoshi Ogawa, Takahiro Nitta, Hikaru Ohkawa, Hirotaka Kanoh, Hideyuki Suzuki, Yasuhiro Nakamura, Katsuya Endo, Kennichi Satoh, Chikashi Shibata, Shinichiro Takahashi, Jin-ichi Inokuchi
    • 学会等名
      Glyco26, International Symposium on Glycoconjugates
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝性痙性対麻痺原因遺伝子B4GALNT1の新規変異およびバリアントの機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      稲森啓一郎,宍戸史,許家甄,永福正和,新田昂大,中村勝哉,土田奈緒美,池田淳司,小平農,栂谷内晶,古川潤一,山口芳樹,木下聖子,要匡,中村豊,大野勲,中村雅彦,下畑享良,松本直通,古庄知己,関島良樹,木下賢吾,西原祥子,井ノ口仁一
    • 学会等名
      第42回日本糖質学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 遺伝性痙性対麻痺SPG26原因遺伝子B4GALNT1の新規変異およびバリアントの機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      稲森啓一郎,宍戸史,許家甄,永福正和,新田昂大,中村勝哉,土田奈緒美,池田淳司,小平農,栂谷内晶,古川潤一,山口芳樹,木下聖子,要匡,中村豊,大野勲,中村雅彦,下畑享良,松本直通,古庄知己,関島良樹,木下賢吾,西原祥子,井ノ口仁一
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ガングリオシドによるミクログリアの炎症応答調節2022

    • 著者名/発表者名
      稲森啓一郎,大川光,石川潮,狩野裕考,新田昂大,井ノ口仁一
    • 学会等名
      第15回セラミド研究会学術集会・第16回スフィンゴテラピィ研究会 合同年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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