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2021 年度 実施状況報告書

結核菌由来ManLAMによるスフィンゴ脂質代謝酵素の活性阻害機構

研究課題

研究課題/領域番号 17K10031
研究機関順天堂大学

研究代表者

中山 仁志  順天堂大学, 医療看護学部, 准教授 (70514933)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
キーワードマンノースキャップ型リポアラビノマンナン / 結核菌 / スフィンゴ脂質 / ヒト好中球 / 食胞成熟
研究実績の概要

結核菌やMycobacterium avium-intracellulare complex(MAC)などの病原性抗酸菌は、好中球やマクロファージなどの貪食細胞へ取り込まれた後も、食胞へのリソソームの融合(食胞成熟)を阻害することで、細胞内へ寄生する。近年申請者は、この機構に抗酸菌の細胞壁成分であるリポアラビノマンナン(LAM)と宿主貪食細胞に発現するスフィンゴ糖脂質ドメインとの会合が重要な役割を果たしていることを明らかにしてきた。本年度は、前年度からの研究をさらに展開し、上記に示したスフィンゴ脂質代謝酵素の基質となる分子並びにその代謝酵素群の局在を解析した。超解像顕微鏡(STED顕微鏡)を用いて、好中球へ結核菌、MAC、ManLAMコートビーズ、非病原性抗酸菌M.smegmatis及びM.smegmatis由来PILAMコートビーズを貪食させた後の食胞を観察した。その結果、M. smegmatisを含む食胞やPILAMコートビーズを含む食胞においては、基質となり得る分子及びその代謝酵素群が集積していたのに対して、結核菌、MAC、あるいは、ManLAMコートビーズを含む食胞では、それら分子の集積が認められなかった。これらの結果から、食胞膜においてスフィンゴ糖脂質が形成する脂質ドメインとそのドメインを起点とするスフィンゴ脂質代謝が食胞成熟に必要であることが分かった。今後さらなるメカニズムの解明を進めていきたい。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

スフィンゴ脂質代謝酵素の活性化測定方法を確立したため。加えて、本テーマに関連した抗酸菌感染に伴う新たなメカニズムを発見することができ、国際誌へ論文として公表することもできたため。

今後の研究の推進方策

ヒト好中球による抗酸菌の食胞成熟に関連したスフィンゴ脂質代謝酵素の活性化測定方法を確立できたので、それら酵素の特異的阻害剤あるいは遺伝子発現抑制などを用いて、食胞成熟が抑制されるかなどを検討する。このような検討を行うことで、病原性抗酸菌がどのようにして細胞内スフィンゴ脂質代謝を阻害し、細胞内寄生することができるのか明らかにできる。

次年度使用額が生じた理由

前年度研究を完遂させるために必要な消耗品を購入できなかった。次年度に向けてこれら消耗品を購入する計画である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Mycobacterium avium-intracellulare complex promote release of pro-inflammatory enzymes matrix metalloproteinases by inducing neutrophil extracellular trap formation2022

    • 著者名/発表者名
      Kota Nakamura, Hitoshi Nakayama, Shinichi Sasaki, Kazuhisa Takahashi, Kazuhisa Iwabuchi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12(1) ページ: 5181

    • DOI

      10.1038/s41598-022-09017-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lactosylceramide-enriched microdomains mediate human neutrophil immunological functions via carbohydrate-carbohydrate interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Kazuhisa Iwabuchi, Hitoshi Nakayama, Kei Hanafusa
    • 雑誌名

      Glycoconjugate Journal

      巻: 39(2) ページ: 239-246

    • DOI

      10.1007/s10719-022-10060-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of anti-lipoarabinomannan antibodies against mannan core and their effects on phagocytosis of mycobacteria by human neutrophils2022

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Nakayama, Eriko Oshima, Tomomi Hotta, Kei Hanafusa, Kota Nakamura, Noriko Yokoyama, Hideoki Ogawa, Kenji Takamori, Kazuhisa Iwabuchi
    • 雑誌名

      Tuberculosis (Edinb)

      巻: 132 ページ: 102165

    • DOI

      10.1016/j.tube.2022.102165

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiplicity of Glycosphingolipid-Enriched Microdomain-Driven Immune Signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Noriko Yokoyama, Kei Hanafusa, Tomomi Hotta, Eriko Oshima, Kazuhisa Iwabuchi, Hitoshi Nakayama
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22(3) ページ: 9565

    • DOI

      10.3390/ijms22179565

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lysophosphatidylglucoside is a GPR55 -mediated chemotactic molecule for human monocytes and macrophages2021

    • 著者名/発表者名
      Xiaojia Li, Kei Hanafusa, Madoka Kage, Noriko Yokoyama, Hitoshi Nakayama, Tomomi Hotta, Eriko Oshima, Koki Kano, Ichiro Matsuo, Yasuko Nagatsuka, Kenji Takamori, Hideoki Ogawa, Yoshio Hirabayashi, Kazuhisa Iwabuchi
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 569 ページ: 86-92

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.06.090

    • 査読あり
  • [学会発表] 抗リポアラビノマンナン抗体の結合特異性ならびに自然免疫細胞による抗酸菌貪食への効果に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      中山仁志, 花房慶, 山地俊之, 大嶋恵理子, 堀田知美, 岩渕和久
    • 学会等名
      第6回糖鎖免疫研究会
  • [学会発表] 抗酸菌感染における食胞膜マイクロドメインを介したスフィンゴ脂質代謝について2021

    • 著者名/発表者名
      中山仁志, 花房慶, 堀田知美, 大嶋恵理子, 岩渕和久
    • 学会等名
      第15回スフィンゴテラピー研究会
  • [学会発表] NETsと非結核性抗酸菌症の病原性について2021

    • 著者名/発表者名
      中村洸太, 中山仁志, 佐々木信一, 岩渕和久
    • 学会等名
      第5回抗酸菌研究会
  • [学会発表] 結核菌の殺菌回避に関わるα(1,2)マンナン(ManCap)の合成とその機能評価2021

    • 著者名/発表者名
      村上和哉, 渡邉真衣, 花房慶, 中山仁志, 岩渕和久, 田中浩士
    • 学会等名
      第40回日本糖質学会年会
  • [学会発表] 病原性抗酸菌がヒト好中球のファゴソームにおけるスフィンゴ脂質代謝へ与える影響について2021

    • 著者名/発表者名
      中山仁志, 堀田知美, 大嶋恵理子, 花房慶, 中村洸太, 岩渕和久
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会(Web開催)
  • [図書] The Lipid 2022年4月号 病原微生物に対する自然免疫応答に脂質がどのように関与するか2022

    • 著者名/発表者名
      中山仁志, 岩渕和久
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      メディカルレビュー社
    • ISBN
      978-4-7792-2605-2

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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