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2021 年度 実施状況報告書

機能改変酵素を用いた革新的真菌感染症診断法の実用化開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K07487
研究機関東京薬科大学

研究代表者

山中 大輔  東京薬科大学, 薬学部, 助教 (70734599)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードβ-1,6-グルカン / β-1,6-グルカナーゼ / β-D-グルカン / 深在性真菌症
研究実績の概要

化学発光基質を用いたβ-1,6-グルカン高感度測定法と様々な多糖検体との反応性を評価し、真菌感染症以外の血清において偽陽性反応が生じる可能性を検証した。本測定法は過去に日本で医療用途に用いられたβグルカン製剤のうち、スエヒロタケ由来のシゾフィラン(SPG:モノグリコシルβ-1,6-/β-1,3-グルカン)とは反応性を示さなかったが、カワラタケ由来のクレスチン(PSK:βグルカン-タンパク質複合体)と僅かに反応した。従って、免疫賦活作用を目的として一部のβグルカン製剤を使用した場合には偽陽性反応が生じる可能性が示された。構造の異なるβ-グルカンとして、植物由来β-グルカン、細菌由来β-グルカンには反応しないことを確認した。一方、食品にも利用される酵母由来β-グルカンとは反応性を示した。また、臨床で利用されるβ-D-グルカン試験は、免疫グロブリン製剤(IVIG)と反応性を示すが、pH調整後のIVIGはβ-1,6-グルカン特異的プローブと反応しないことを確認した。これらの結果より、従来のβ-D-グルカン試験に比べて、β-1,6-グルカン高感度測定法が真菌由来βグルカンに対する反応特異性が高いことが示された。
また、マウスにおけるβグルカンの体内動態に関する検証を進め、β-1,6-グルカンの静脈内投与では、分子量の違いにより臓器への分布が異なることを明らかにした。一方、β-1,6-グルカン構造を持たない、異なる構造のβグルカンを経口摂取させ、既存のβグルカン測定Kitを用いて臓器への分布を検証したところ、臓器からβグルカンは検出されなかった。

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

昨年度に生じた遅れはおおむね改善し、効率よく検証を進めることが出来ている。一方、β-1,6-グルカン以外のβ-グルカンを検出するツールについて、従来法(既製品)では検出感度が不足している可能性もあり、多糖の構造と体内動態の相関について十分な考察が出来ず試行錯誤を繰り返している。従ってマウスを用いた検討項目の一部は、予定よりも時間を要している。

今後の研究の推進方策

最終年度は主にマウスを用いて、多糖類の体内動態を解析する。β-1,6-グルカンについては詳細な解析が実施できているが、構造依存性を考察するうえで、β-1,6-グルカン以外の多糖について高感度に検出するツールが不足している。多糖類の体内動態を詳細に評価し、かつ比較出来るようにするため、期間内に新たなツールを調整し、構造-活性相関も明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

研究計画の最終年度に予定しているマウスを用いた検証項目では、比較的費用を必要とするため研究予算を繰り越した。当初の計画通り、生体の購入費用、消耗品購入費用として使用する予定である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Jerveratrum-Type Steroidal Alkaloids Inhibit β-1,6-Glucan Biosynthesis in Fungal Cell Walls2022

    • 著者名/発表者名
      Kubo Karen、Itto-Nakama Kaori、Ohnuki Shinsuke、Yashiroda Yoko、Li Sheena C.、Kimura Hiromi、Kawamura Yumi、Shimamoto Yasuhiro、Tominaga Ken-Ichi、Yamanaka Daisuke、Adachi Yoshiyuki、Takashima Shinichiro、Noda Yoichi、Boone Charles、Ohya Yoshikazu
    • 雑誌名

      Microbiology Spectrum

      巻: 10 ページ: e00873-21

    • DOI

      10.1128/spectrum.00873-21

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Functionally modified chitotriosidase catalytic domain for chitin detection based on split-luciferase complementation2022

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Daisuke、Suzuki Kento、Kimura Masahiro、Oyama Fumitaka、Adachi Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Carbohydrate Polymers

      巻: 282 ページ: 119125~119125

    • DOI

      10.1016/j.carbpol.2022.119125

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Highly Sensitive β-Glucan Detection System Using Scanning Single-Molecule Counting Method2021

    • 著者名/発表者名
      Adachi Yoshiyuki、Nakata Hidetaka、Tanabe Tetsuya、Yamanaka Daisuke、Kanno Takashi、Ishibashi Ken-ichi、Ohno Naohito
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 5977~5977

    • DOI

      10.3390/ijms22115977

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 機能改変エンドグルカナーゼを用いた細胞壁β-1,6-グルカンの高感度検出法2021

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,栗田 涼香,大野 尚仁,安達 禎之
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第54回研究報告会
  • [学会発表] 一分子蛍光検出法による高感度な真菌多糖検出システムに関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      安達 禎之,山中 大輔,菅野 峻史,石橋 健一,大野 尚仁
    • 学会等名
      第65回日本医真菌学会総会・学術集会
  • [学会発表] スプリットルシフェラーゼ融合β-グルカン認識タンパク質を用いた真菌細胞壁の糖鎖構造解析2021

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,菅野 峻史,安達 禎之
    • 学会等名
      第65回日本医真菌学会総会・学術集会
  • [学会発表] Split-NanoLuc融合バイオセンサーによるβ-1,3/1,6-グルカンの構造特異的検出法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔,栗田 涼香,菅野 峻史,安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
  • [学会発表] 高感度β-1,6-グルカン測定法を用いたβ-1,6-グルカンの組織分布に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      小林 茉鈴,山中 大輔,杉浦 真裕,菅野 峻史,元井 章智,安達 禎之
    • 学会等名
      日本薬学会 第142年会
  • [学会発表] 多糖の高感度検出技術開発と真菌研究への応用2021

    • 著者名/発表者名
      山中 大輔
    • 学会等名
      第95回日本細菌学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] Deletion of β-1,6-glucan on the Zymosan surface attenuates the dectin-1-dependent NF-κB activation2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamanaka, Suzuka Kurita, Takashi Kanno, and Yoshiyuki Adachi
    • 学会等名
      16th Meeting of the International Endotoxin and Innate Immunity Society
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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