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2019 年度 実施状況報告書

ガングリオシドのアシル鎖構造によるToll様受容体制御メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16356
研究機関東北医科薬科大学

研究代表者

狩野 裕考  東北医科薬科大学, 薬学部, 助教 (40774279)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードスフィンゴ糖脂質 / ガングリオシド / TLR4
研究実績の概要

慢性炎症は、Toll様受容体4(TLR4)などの活性化によって引き起こされ、メタボリックシンドロームの発症を強く促進する。これまでに申請者は、①肥満時に体内で増加するスフィンゴ糖脂質:ガングリオシドGM3が、TLR4に作用することで慢性炎症を引き起こすこと、②その作用は、GM3に含まれる脂肪酸(アシル鎖)の化学構造(鎖長や不飽和度)の違いによって調節を受けること、を見出している。本研究課題では、異なるアシル鎖構造を持つGM3が体内で産生されるメカニズム、さらにTLR4を活性化してメタボリックシンドロームを発症へと導くメカニズムを、分子レベルで明らかにする。
当該年度は、以下の研究成果を得た。(1) ガングリオシドGM3によるTLR4活性化を解析するため、生細胞分子イメージング手法の確立を行った。細胞膜上および内在化したTLR4/MD-2複合体を、同時に区別してイメージングすることが可能になった。これによる本来のシグナル伝達への影響はほとんどないことも確認できた。 (2) 当初の計画に加えて、フローサイトメトリー法を用いることで、ガングリオシドGM3によるTLR4活性化状態(会合、内在化)を解析することが可能になった。本手法は先行研究によって確立されていたが、そのままでは本課題の解析に適用することができなかった。方法の改変と最適化を行うことによって、GM3によるTLR4の会合状態・内在化への影響を検出することが可能になった。(3) 課題申請の基盤となった知見や、これまでに得られた成果について、論文作成と投稿を行った。また、国内外の学会で、これまでに得られた成果について発表を行った。

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

研究計画に沿って、新たに生細胞における分子イメージング手法を確立することができた。また、それを補完する手法として、フローサイトメトリー法による解析方法を確立することができた。これらの手法を用いた解析によって、新たな知見が得られることが期待できる。
また、これまでに得られた成果について、論文の作成・投稿、および学会発表を行うことができた。

今後の研究の推進方策

確立した手法を用いた解析によって、GM3によるTLR4制御の解析を細胞・分子レベルで行う。また、マウス個体を用いた解析によって、投与したGM3の作用による病態への影響や、内在性GM3の発現メカニズムの解析に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

2020年3月に参加確定していた国際学会(Gordon research conference, Glycolipid and Sphingolipid Biology, Italy)が、新型コロナウイルス感染症の蔓延によって2022年に延期となったため、その分の旅費を計上できなかった。翌年度に実験動物を用いた解析を予定しており、配分額を合わせることで、より円滑な計画の実施が期待できる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Milan(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      University of Milan
  • [雑誌論文] ガングリオシドのアシル鎖構造によるToll-like receptor 4活性化制御メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      狩野 裕考、新田 昂大、藤居 真優、樺山 一哉、下山 敦史、深瀬 浩一、Sandro Sonnino、鈴木 明身、井ノ口 仁一
    • 雑誌名

      エンドトキシン・自然免疫研究

      巻: 22 ページ: 1~7

    • DOI

      https://doi.org/10.24753/jeiis.22.0_1

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Homeostatic and Pathogenic Roles of GM3 Ganglioside Molecular Species in TLR4 Signaling in Metabolic Disorders2019

    • 著者名/発表者名
      Jin-ichi Inokuchi, ○Hirotaka Kanoh
    • 学会等名
      Glyco25 (25th International symposium on Glycoconjugates), Milan, Italy
    • 国際学会
  • [学会発表] ガングリオシドのアシル鎖構造に基づいた自然免疫応答の調節機構2019

    • 著者名/発表者名
      狩野裕考, 新田昂大, 鈴木明身, 井ノ口仁一
    • 学会等名
      第38回 日本糖質学会年会, 名古屋
  • [学会発表] 糖鎖による生活習慣病・慢性炎症性疾患等の新規診断・治療法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      井ノ口仁一、○狩野裕考
    • 学会等名
      第51回 日本臨床検査医学会/東北支部総会, 仙台
    • 招待講演
  • [学会発表] ガングリオシドのアシル鎖構造によるTLR4制御メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      狩野裕考, 新田昂大,鈴木明身, 井ノ口仁一
    • 学会等名
      第13回 東北糖鎖研究会, 新潟
  • [学会発表] Homeostatic and pathogenic roles of GM3 ganglioside molecular species in TLR4 signaling in metabolic disorders2019

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Kanoh, Takahiro Nitta, Akemi Suzuki, Jin-ichi Inokuchi
    • 学会等名
      11th Asian Community of Glycoscience and Glycotechnology (ACGG) Conference, Busan, Korea
    • 国際学会
  • [学会発表] 糖尿病と糖鎖2019

    • 著者名/発表者名
      狩野裕考
    • 学会等名
      第17回 糖質科学コンソーシアム(JCGG)シンポジウム、京都

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公開日: 2021-01-27  

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