共生・発酵菌リピドAの化学合成が拓く革新的な粘膜ワクチンアジュバント開発

共生发酵菌脂质A化学合成首创创新型粘膜疫苗佐剂的开发

• 批准号: 22KJ2152
• 负责人: 山浦 遼生
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2152/
• 关键词: 自然免疫; リピドA; Acetobacter pasteurianus; 酢酸菌; アジュバント; グリコシル化

グラム陰性菌の外膜構成成分であるリポ多糖(LPS)は代表的な自然免疫活性化因子であり、多糖構造の末端に活性中心である糖脂質リピドAが結合した構造を有する。大腸菌などの一般的な細菌のLPSやリピドAは、抗体産生増強作用などの免疫増強作用を有するが、致死毒性など強力な炎症惹起作用に由来する毒性を有する。自然免疫活性化因子をワクチンの効果を高めるアジュバントとして利用するには、炎症作用の制御が必須となる。鹿児島大の橋本らは以前、発酵黒酢に含まれる酢酸菌Acetobacter pasteurianus由来のLPSが温和な免疫刺激活性を有し、有望なアジュバント候補であることを示した。また、A. pasteurianusリピドAが四糖骨格と複数の脂質から成る合成例が皆無のユニークな化学構造を有していることも報告された。さらには、脂質部位には構造多様性があり、4～6本の脂肪酸を有する3種類リピドAを含むことが分かった。そこで我々は、３種類のA. pasteurianusリピドAの系統的合成を行うことで、A. pasteurianus LPSの分子レベルでの機能解析を目指した。本年度はまず、還元末端二糖（グルコサミン-グルクロン酸）に含まれる1,1-α,α-グリコシド結合の構築を試み、ボリン酸触媒を用いることで高立体選択的にグリコシル化が進行することを見出した。その後、非還元末端二糖（マンノース-2,3-ジアミノグルコース）とのグリコシル化を行い、四糖共通中間体を得ることに成功した。四糖中間体の保護基の除去と脂肪酸の導入を行い、接触水素により全ての保護基を除去することで、A. pasteurianusリピドAの系統的な合成を達成した。最後に、細胞系での自然免疫活性評価を行ったところ、6本の脂肪酸を有するA. pasteurianusリピドAが最も高い活性を示することを明らかにした。

脂多糖（LPS）是革兰氏阴性细菌的外膜成分，是一种典型的先天免疫激活剂，具有活性中心糖脂脂质A与多糖结构的末端结合的结构。大肠杆菌等常见细菌的LPS和脂质A具有免疫增强作用，例如抗体生产增强作用，但具有诸如致命毒性之类的强烈炎症作用（例如致死性毒性）引起的毒性。为了使用先天免疫激活因子作为增强疫苗有效性的辅助因子，控制炎症作用至关重要。 Kagoshima University的Hashimoto及其同事此前表明，在发酵的黑醋中发现的乙酸乙酸固醇的LPS具有轻度的免疫刺激活性，并且是有前途的辅助候选者。还据报道，脂肪曲霉A具有独特的化学结构，该化学结构不含四糖主链和多种脂质。此外，发现脂质位点具有结构多样性，并包含三种类型的脂质A，它们具有4至6个脂肪酸。因此，我们旨在通过对三种类型的脂肪曲霉的脂质脂肪曲霉进行系统合成来分析分子水平上的紫杉醇曲霉的功能。今年，我们首先尝试构建一种1,1-α，α-糖苷键包含在还原的终末二cha酸（葡聚糖型抗葡萄糖酸）中，并在葡聚糖酸中含量（葡萄糖酸），以及该抗葡萄糖酸的结果），并发现立体选择性糖基化。此后，使用非还原末端二糖（甘露糖-2,3-二氨基葡萄糖）进行糖基化，以获得常见的四糖中间体。通过去除四糖中间体和引入脂肪酸的保护基团，并去除所有用催化氢的保护基团，可以实现脂质脂脂曲霉A的系统合成。最后，在细胞系中评估了先天免疫活性，并揭示了脂肪酸A. spereurianus脂肪A（六个脂肪酸）表现出最高的活性。

项目成果

TLR4 agonist activity of Alcaligenes lipid a utilizes MyD88 and TRIF signaling pathways for efficient antigen presentation and T cell differentiation by dendritic cells

• DOI: 10.1016/j.intimp.2023.109852
• 发表时间: 2023-02-18
• 期刊: INTERNATIONAL IMMUNOPHARMACOLOGY
• 影响因子: 5.6
• 作者: Sun，Xiao;Hosomi，Koji;Kunisawa，Jun
• 通讯作者: Kunisawa，Jun