自然免疫受容体の一種でありC型レクチン受容体（CLRs）に属するMincleは、マクロファージなどの免疫細胞の表層に発現し、微生物由来の複合脂質や、生体内の代謝物等を認識して自然免疫を制御する。Mincleによる免疫活性化あるいは炎症作用は生体防御等に関わる事が報告されている。Mincleリガンドとして、結核菌の細胞壁構成成分であるトレハロースジミコール酸（TDM）を始めとして様々な複合脂質が報告されており、我々のグループにおいても、天然由来グリセロ脂質や真菌由来マンニトール脂質の合成とMincleを介したシグナル活性評価によって、活性発現における各複合脂質骨格の重要部位を明らかとしている。
一方、Mincleの機能については不明な点も多く、例えば、Mincleのリガンド認識における受容体あるいはリガンド分子の細胞内挙動や、免疫シグナル伝達と細胞内挙動の関連についての詳細は明らかになっていない。そこで本研究では、MincleおよびMincleリガンドの細胞内挙動の解析を目指し、Mincleの糖脂質リガンド構造を基幹構造とし、蛍光標識分子プローブを合成することとした。Mincleとリガンドの結合モデルをもとに分子プローブの設計を行い、標識基は糖脂質リガンドの脂質部位に導入した。官能基を有する脂肪酸の合成や糖に対する選択的な脂肪酸の縮合を用いることで、様々な脂質鎖長を有する脂肪酸部位および蛍光基の導入が可能な蛍光標識分子ブローブの合成ルートを確立し、長鎖脂肪酸を有する分子プローブなど種々の誘導体を合成した。さらに、長鎖脂肪酸を有する分子プローブがMincleを介したシグナル活性を示すことを明らかにするとともに、これらの分子プローブを用いた生細胞イメージング解析において、リガンドおよびMincleのMincle依存的な細胞内挙動を観測した。
Mincle, a C-type lectin receptor, recognizes microbial glycolipids and metabolites from dead host cells, leading to the activation of the innate immune system. Various glycolipids and glycerolipids, including trehalose dimycolate (TDM) from M. tuberculosis, have been reported as natural Mincle ligands. We have also reported that synthesis and evaluation of glycerolipids and mannitol lipid conjugates for their Mincle-mediated signaling activity. On the other hand, the intracellular behavior of Mincle and the ligand has not been explored.
In this study, we developed fluorescence-labeled molecular probes to elucidate the intracellular behavior of Mincle and Mincle ligands. The molecular probes with the labeled groups introduced at the lipid moiety of the glycolipid ligand were designed based on the binding model of Mincle and the ligand. We established a synthetic strategy of fluorescence-labeled molecular probes for introducing various fatty acid moieties and the fluorescence groups by using synthesis of functionated fatty acids and selective condensation of fatty acids to saccharide. The synthesized molecular probes exhibit Mincle-mediated signaling activity. The intracellular behaviors of the ligand and Mincle were observed in live-cell imaging analysis using these molecular probes.