希少糖鎖導入による生体分子・細胞機能改変法の開発

• 研究課題/領域番号: 26560438
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物分子化学
• 研究機関: 慶應義塾大学 (2016); 国立研究開発法人理化学研究所 (2014-2015)
• 研究代表者: 小椋 章弘 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 助教 (70707843)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 糖鎖 / 糖タンパク質 / ターゲティング / in vivo蛍光イメージング / パターン認識 / 生体内合成 / ネオ糖タンパク質 / 蛍光ラベル化

研究成果の概要

人工糖タンパク質の新しい合成法を開発した。本方法はタンパク質の遺伝子操作を必要とせず、試薬を加えて温和な条件下反応させるだけで進行し、また従来法よりも遥かに効率的である。合成した人工糖タンパク質をマウスに注射し生体内での挙動を調べた所、糖鎖の構造によって排出経路や細胞への集積を自在に制御できることがわかった。さらに人工糖タンパク質に金属触媒を結合させておくことで、生物内の狙った臓器上で有機合成反応を行うことに初めて成功した。

研究成果

• [国際共同研究] カザン大学(ロシア連邦)
• [国際共同研究] カザン大学(ロシア連邦)
• [雑誌論文] Sequential double “clicks” toward structurally well-defined heterogeneous N-glycoclusters: The importance of cluster heterogeneity on pattern recognition in vivo (2017)
  • 著者名/発表者名: L. Latypova, R. Sibgatullina, A. Ogura, K. Fujiki, A. Khabibrakhmanova, T. Tahara, S. Nozaki, S. Urano, K, Tsubokura, H. Onoe, Y. Watanabe, A. Kurbangalieva, K. Tanaka
  • 雑誌名: Adv. Sci. 巻: 4 号: 2 ページ: 1600394-1600394
  • DOI: 10.1002/advs.201600394
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo gold complex catalysis within live mice (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Tsubokura, K. K. H. Vong, A. R. Pradipta, A. Ogura, S. Urano, T. Tahara, S. Nozaki, H. Onoe, Y. Nakao, R. Sibgatullina, A. Kurbangalieva, Y. Watanabe, K. Tanaka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 56 号: 13 ページ: 3579-3584
  • DOI: 10.1002/anie.201610273
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Total Synthesis and Structural Revision of Clavilactone D (2017)
  • 著者名/発表者名: Takao, K.; Nemoto, R.; Mori, K.; Namba, A.; Yoshida, K. Ogura, A.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 23 号: 16 ページ: 3828-3831
  • DOI: 10.1002/chem.201700483
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of advanced glycation end products (AGEs) of albumin: first observations of significantly reduced clearance and liver deposition properties in mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsutsui A, Ogura A, Tahara T, Nozaki S, Urano S, Hara M, Kojima S, Kurbangalieva A, Onoe H, Watanabe Y, Taniguchi N, Tanaka K
  • 雑誌名: Organic and Biomolecular Chemistry 巻: - 号: 24 ページ: 5755-5760
  • DOI: 10.1039/c6ob00098c
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exploring the glycan interaction in vivo: Future prospects of neo-glycoproteins for diagnostics (2016)
  • 著者名/発表者名: Ogura, A.; Kurbangalieva, A.; Tanaka, K.
  • 雑誌名: Glycobiology 巻: 26 号: 8 ページ: 804-812
  • DOI: 10.1093/glycob/cww038
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Non-invasive tumor imaging by multivalent glycocluster (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Ogura, T. Tahara, S. Nozaki, H. Onoe, A. Kurbangalieva, Y. Watanabe, K. Tanaka
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 26 号: 9 ページ: 2251-2254
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2016.03.046
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visualizing Trimming Dependence of Biodistribution and Kinetics with Homo- and Heterogeneous N-Glycoclusters on Fluorescent Albumin (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Ogura, T. Tahara, S. Nozaki, K. Morimoto, Y. Kizuka, S. Kitazume, M. Hara, S. Kojima, H. Onoe, A. Kurbangalieva, N. Taniguchi, Y. Watanabe, K. Tanaka
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 号: 1 ページ: 21797-21797
  • DOI: 10.1038/srep21797
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Azaelectrocyclization on cell surface: convenient and general approach to chemical biology research (2015)
  • 著者名/発表者名: A. Ogura, K. Tanaka
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 71 号: 26-27 ページ: 4518-4521
  • DOI: 10.1016/j.tet.2015.02.063
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Microfluidic Mixing of Polyamine with Acrolein Enables the Detection of the [4+4] Polymerization of Intermediary Unsaturated Imines: The Properties of a Cytotoxic 1,5-Diazacyclooctane Hydrogel (2014)
  • 著者名/発表者名: Ambara R. Pradipta, Ayumi Tsutsui, Akihiro Ogura, Shinya Hanashima, Yoshiki Yamaguchi, Almira Kurbangalieva, Katsunori Tanaka
  • 雑誌名: Synlett 巻: 25 号: 17 ページ: 2442-2446
  • DOI: 10.1055/s-0034-1378634
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 金属触媒を用いた細胞内有機化学反応 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小椋章弘
  • 雑誌名: 有機合成化学協会誌 巻: 72 号: 6 ページ: 726-727
  • DOI: 10.5059/yukigoseikyokaishi.72.726
  • NAID: 130004548620
  • ISSN: 0037-9980, 1883-6526
  • 査読あり
• [雑誌論文] 金属触媒を用いた生細胞内での有機合成反応：生体内での時空間的な糖鎖複合化実現への希望 (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ogura, A. Kurbangalieva, K. Tanaka
  • 雑誌名: Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｇｌｙｃｏｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｇｌｙｃｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 26 号: 149 ページ: 73-75
  • DOI: 10.4052/tigg.26.73
  • NAID: 130004841385
  • ISSN: 0915-7352, 1883-2113
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Vivo Kinetics and Biodistribution Analysis of Neoglycoproteins: Effects of Chemically Introduced Glycans on Proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Ogura, A. Kurbangalieva, K. Tanaka
  • 雑誌名: Glycoconj. J 巻: - 号: 4 ページ: 273-279
  • DOI: 10.1007/s10719-014-9520-3
  • 査読あり
• [学会発表] Synthetic Studies of Callophycoic Acid A (1) (2017)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Sakama、Akihiro Ogura、Ken-ichi Takao
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] カロフィコ酸Aの全合成研究(2) (2017)
  • 著者名/発表者名: 住田 渉、坂間 亮浩、小椋 章弘、高尾 賢一
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] クラビラクトンDの全合成および構造訂正 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森 健斗、小椋 章弘、高尾 賢一
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] In Vivo Pattern Recognition by Heterogeneous N-glycoclusters: Controlling Excretion and Tumor Targeting (2017)
  • 著者名/発表者名: Regina Sibgatullina、Liliya Latypova、Katsumasa Fujiki、Akihiro Ogura、Sayaka Urano、Tsuyoshi Tahara、Satoshi Nozaki、Yasuyoshi Watanabe、Almira Kurbangalieva、Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] カロフィコ酸Aの全合成研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂間 亮浩、吉田 圭佑、小椋 章弘、高尾 賢一
  • 学会等名: 第72回有機合成化学協会関東支部（新潟）シンポジウム
  • 発表場所: 新潟薬科大学（新潟県・新潟市）
  • 年月日: 2016-11-26
• [学会発表] 不均一糖鎖クラスターの生体内パターン認識による体内排出、およびがんターゲティングの選択性 (2016)
  • 著者名/発表者名: Regina Sibgatullina、Liliia Latypova、藤木 勝将、小椋 章弘、田原 強、野崎 聡、浦野 清香、尾上 浩隆、渡辺 恭良、Almira Kurbangalieva、田中 克典
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県・高知市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 蛍光イメージング法によるアルブミンAGEの体内動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 筒井 歩、小椋 章弘、田原 強、野崎 聡、浦野 清香、尾上 浩隆、渡辺 恭良、谷口 直之、田中 克典
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会
  • 発表場所: 高知市文化プラザかるぽーと（高知県・高知市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 不均一な糖鎖クラスターによる腫瘍選択的なターゲティング (2016)
  • 著者名/発表者名: 小椋章弘、浦野清香、田原強、野崎聡、渡辺恭良、田中克典
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都・京田辺）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] アルブミンAGEsの生体内動態と集積 (2016)
  • 著者名/発表者名: 筒井歩、小椋章弘、田原強、野崎聡、浦野静香、渡辺恭良、田中克典
  • 学会等名: 日本化学会第96春季年会
  • 発表場所: 同志社大学（京都・京田辺）
  • 年月日: 2016-03-24
• [学会発表] One-pot glycan conjugation to protein via azaelectrocyclization: Dynamics analysis of neoglycoproteins in live animal (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu（米国）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] General labeling method of cell surface via azaelectrocyclization (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Honolulu（米国）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 分子イメージングを駆使した天然 N-結合型糖鎖が操る生体内動態の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小椋章弘、田原強、野崎聡、尾上浩隆、渡辺恭良、田中克典
  • 学会等名: 第57回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 神奈川県民ホール（神奈川・横浜）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] タンパク質表面へのワンポット複合化による不均一糖鎖クラスターの合成と動物内での動態制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小椋章弘、田原強、野崎聡、尾上浩隆、木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之、渡辺恭良、田中克典
  • 学会等名: 第34回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 東京大学（東京・文京）
  • 年月日: 2015-07-31
• [学会発表] One-pot Fluorescence Labeling of Live Cell Surface and Glycan Conjugation to Protein by RIKEN Click Reaction (2015)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
  • 発表場所: Kazan (Volga Region) Federal University（ロシア）
  • 年月日: 2015-07-03
  • 招待講演
• [学会発表] Therapeutic in vivo synthetic chemistry: Synthetic studies of bioactive compounds in live mouse (2015)
  • 著者名/発表者名: Ambara R. Pradipta, Kazuki Tsubokura, Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
  • 招待講演
• [学会発表] 6π-アザ電子環状反応による生細胞表面の汎用的なワンポット蛍光ラベル化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小椋章弘、田中克典
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会
  • 発表場所: 船橋
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 糖鎖の化学的ワンポット複合化法と動物個体内での動態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小椋章弘、田原強、野崎聡、森本浩二、木塚康彦、北爪しのぶ、渡辺恭良、谷口直之、田中克典
  • 学会等名: 第33回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-12
• [学会発表] One-pot Glycan Conjugation to Protein via Azaelectrocyclization: Dynamics Analysis of Neoglycoproteins in Live Animal (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 20th International Conference on Organic Synthesis
  • 発表場所: Budapest
  • 年月日: 2014-06-29 – 2014-07-04
• [学会発表] Chemical Introduction of Glycans Precisely Controls the Protein Dynamics and Accumulation in Live Animals (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Ogura, Tsuyoshi Tahara, Satoshi Nozaki, Yasuyoshi Watanabe, Koji Morimoto, Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Naoyuki Taniguchi, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 第3回理研―ソウル大学ワークショップ
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2014-04-21 – 2014-04-22
• [備考] 糖鎖クラスター修飾で分子の生体内挙動を制御する
  • URL: http://www.chem-station.com/blog/2016/04/visualizingtrimming.html
• [備考] 糖鎖は不均一であることが重要―糖鎖特有の分子認識機構をマウスで解明―
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2016/20161128_1/
• [備考] Katsunori Tanaka Lab
  • URL: http://www.riken.jp/nori-tanaka-lab/index.html
• [産業財産権] 糖鎖クラスター化アルブミンの開発 (2015)
  • 発明者名: 田中 克典、渡辺 恭良、小椋 章弘、山本 貴博
  • 権利者名: 国立研究開発法人理化学研究所、株式会社糖鎖工学研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-06-30
  • 外国