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Elucidation of hematopoietic dysfunction via extracellular vesicles and its therapeutic application

Research Project

Project/Area Number 20K21622
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 54:Internal medicine of the bio-information integration and related fields
Research InstitutionFoundation for Biomedical Research and Innovation at Kobe

Principal Investigator

Inoue Daichi  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(副センター長・部長クラス) (80735746)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords細胞外小胞 / MDS / 間葉系幹細胞 / エキソソーム / 造血幹細胞 / 骨髄異形成症候群 / クローン性造血 / 骨芽細胞
Outline of Research at the Start

これまでの申請者の詳細な解析により、骨髄異形成症候群における造血幹細胞がエキソソームなどの細胞外小胞を介して間接的に間葉系幹細胞の骨芽細胞への分化を抑制していること、分化抑制に骨髄異形成症候群の造血幹細胞由来のエキソソームが必要十分であること、骨形成を促進すると正常造血能も回復することをこれまでの研究で明らかとした。本研究ではこれらを元に、エキソソームが標的細胞に取り込まれる機構の解明、エキソソームの中で鍵となるmiRNAの同定、エキソソームネットワークに対する治療応用を行い、造血・骨への制御機構の科学的根拠を得て骨髄異形成症候群の創薬へとつなげる。

Outline of Final Research Achievements

We previously showed that extracellular vesicles (EVs) released from tumor cells suppress osteolineage differentiation of mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) and cause hematopoietic failure in myelodysplastic syndrome (MDS). In this study, to achieve therapeutic applications targeting EVs, we analyzed the in vivo behavior of EVs from tumor cells and the functional molecules they contain. Fluorescence tracking of tumor cells-derived EVs revealed that MSCs are the main target cells, and single-cell analysis of target cells (=MSCs) identified a key subpopulation in pathology of MDS. We also conducted comprehensive analysis of miRNAs as key functional molecules in EVs, and identified that miRNAs significantly upregulated in MDS-EVs target pathways linked to cell survival, proliferation, and MSC differentiation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

様々な悪性腫瘍において、腫瘍微小環境や転移巣の構築因子として細胞外小胞(EVs)の役割が注目されている。本研究では骨髄異形成症候群(MDS)において、MDS細胞由来EVsがMSCを主要な標的とし、骨芽細胞分化障害を介して造血不全を引き起こすことを明らかにした。またEVsが内包するmiRNAが主要な役割を果たすことを報告した。これらの知見は、EVsの制御により骨髄環境を改善することが、造血不全の解除につながることを示している。骨髄移植以外に根治療法が無い一方で罹患者の多くが高齢のために移植療法の対象外であるMDSにおいて、造血障害を改善する新しい治療の選択肢なり得ると期待できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 8 results)

  • [Journal Article] Extracellular vesicle-mediated remodeling of the bone marrow microenvironment in myeloid malignancies2023

    • Author(s)
      Hayashi Yasutaka、Nishimura Koutarou、Tanaka Atsushi、Inoue Daichi
    • Journal Title

      International Journal of Hematology

      Volume: 117 Issue: 6 Pages: 821-829

    • DOI

      10.1007/s12185-023-03587-x

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via extracellular vesicles to suppress normal hematopoiesis.2022

    • Author(s)
      Hayashi Y, Inoue D, et al.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: VOLUME 39, ISSUE 6 Issue: 6 Pages: 110805-110805

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110805

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 血液がんの発症・維持機構の探索ースプライシングと微小環境の観点から2023

    • Author(s)
      井上大地
    • Organizer
      神戸大学CMX創発医学講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 骨髄異形成症候群における骨髄間質細胞の病態解明2023

    • Author(s)
      井上大地
    • Organizer
      第22回日本再生医療学会総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 造血幹細胞由来のエキソソームを介した間葉系幹細胞の改変とMDS進展2022

    • Author(s)
      井上大地
    • Organizer
      第18回感染症サイトカイン研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 造血細胞の運命制御機構の解明に向けてースプライシングと微小環境の観点から2022

    • Author(s)
      井上大地
    • Organizer
      第1回東北大学大学院講義研究推進・研究倫理ゼミ
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] MDS由来のエキソソームを介した骨髄ニッチ改変機構2022

    • Author(s)
      井上大地
    • Organizer
      北関東血液疾患講演会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] MDS細胞由来のエキソソームを介した間葉系幹細胞の改変とMDS進展2022

    • Author(s)
      井上大地
    • Organizer
      CLL Expert Seminar
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] がんたらしめるものは何か?ースプライシングと微小環境の観点から2022

    • Author(s)
      井上大地
    • Organizer
      佐賀ブルートアーベント
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via EVs to suppress normal hematopoiesis2022

    • Author(s)
      林康貴
    • Organizer
      第84回日本血液学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] The Blood-Bone Association in Normal and Malignant Hematopoiesis2021

    • Author(s)
      井上大地
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Impaired Osteoblastic Differentiation of MSCs Suppresses Normal Hematopoiesis in MDS.2021

    • Author(s)
      林 康貴
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Impaired Osteoblastic Differentiation of MSCs Suppresses Normal Hematopoiesis in MDS2020

    • Author(s)
      林康貴
    • Organizer
      The 62nd ASH Annual Meeting and Exposition
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2020-08-03   Modified: 2024-01-30  

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