Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

複合糖質 / 自然免疫 / ペプチドグリカン / 受容体 / 化学合成

本研究においては、生体防御の最前線を担う自然免疫を活性化する鍵構造として、微生物由来免疫増強/抑制化合物の化学合成法の確立、純粋な合成化合物を用いた生物活性の検証と詳細な解析、さらにはその生体内での機能解明を目指した研究を行った。すなわち、細胞壁成分であるペプチドグリカン(PGN)・フラグメントについて、環境中、特に本年度はBacillus subtilis natto(納豆菌)について、Nod1天然リガンドの解析を行い構造を決定すると共にEscherichia.coli(大腸菌)には見出されなかったPGNフラグメント構造の合成を行った。一方、フラグメント構造の効率的合成法については、八糖構造合成法を確立するとともにジペプチドあるいはヘプタペプチド構造がリンクした構造の化合物合成に成功した。標識体合成法の検討を行い基盤となる技術を得た。また、強い免疫刺激活性、あるいは特徴的なナチュラル・キラー(NK)細胞刺激活性や細胞傷害性T細胞活性化作用を持つ微生物由来糖脂質についても、新規化学合成法の確立、生物活性の解析を目指した研究を行ったが、その一つとして、アテローム性動脈硬化との関連が報告されており我々のこれまでの研究でも特異な免疫刺激活性を持つ事を示している寄生菌型リポ多糖部分構造について、効率的合成法を確立するとともに、慢性炎症に関連する活性として、ヒト末梢血を用いた活性試験における強いインターロイキン18(IL-18)の誘導活性を見出した。また、免疫刺激活性という視点からはこれまであまり研究されてこなかったE.histolytica trophozoitesのイノシトールリン脂質部位について、我々の見出した新規リン酸化反応の展開を行い、骨格部分の合成に成功した。

自然免疫 / 免疫増強 / 複合糖質 / リポ多糖 / ペプチドグリカン / 受容体

本研究では、細菌複合糖質の免疫活性化機構を動物側のタンパク因子との相互作用に基づいて明らかにすることを目的として、様々なリボ多糖やペプチドグリカンの部分構造、リピドA、ならびに類縁体の合成研究を実施した。
リポ多糖は、その活性中心であるリピドAにKdoと呼ばれる酸性糖を介して多糖が結合した構造を有している。本研究では糖鎖部が生物活性と受容体認識に及ぼす影響を明らかにするために、様々なリポ多糖やその部分構造の合成を行った。活性部位リピドAについて、アミノ酸置換類縁体、配座固定類縁体などの種々の類縁体を合成した。その結果リピドAの活性発現には酸性官能基とアシル基の両方が重要であり、疎水性の相互作用によりリピドAが集合体を形成し、それによってリピドAの立体構造、特に酸性官能基とアシル基の空間配置が規定され、受容体はその特定の構造を認識することを示した。さらにはピロリ菌リピドAやKdoリピドAなどの合成化合物を用いて、受容体機能やサイトカイン産生を制御した。
ペプチドグリカン(PGN)は、グルコサミンとムラミン酸が交互に結合した糖鎖がペプチドを介して網目状に架橋した巨大分子である。我々はNod1, Nod2がPGNの細胞内受容体であることを特定し、それらの最小認識構造を解明しており、本研究では認識機構の解明を目指して様々なPGN部分構造を合成した。その結果細胞表層の受容体TLR2はPGNの基本構造を認識しないこと、生体中ではNod1, Nod2はPGNの分解物を認識し、細菌感染に対する初期の生体防御に極めて重要な働きをしていることを明らかにした。

【研究分担者】
藤本ゆかり	大阪大学	大学院・理学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
田中克典	大阪大学	大学院・理学研究科	助教	(Kakenデータベース)