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Exploration of highly functional exosomes using a continuous media recovery system and its application to drug delivery

Research Project

Project/Area Number 22K19384
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

Koide Hiroyuki  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (60729177)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 奥 直人  帝京大学, 薬学部, 教授 (10167322)
疋田 智也  愛知県がんセンター(研究所), 腫瘍制御学分野, 主任研究員 (20600935)
Project Period (FY) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywordsエクソソーム / 薬物送達 / がん / 細胞外小胞 / ナノ粒子 / 取り込み / mRNA / 脂質二重膜小胞
Outline of Research at the Start

我々は、培養細胞への持続的な培地の送液と、培養細胞からの回収が可能な新システムを構築した。本研究では開発したシステムを用いて、エクソソームの産生量、マーカータンパク(CD63、TSG101、Syntenin、インテグリンなど)の発現量だけでなく、回収したエクソソームが細胞増殖に与える影響などを検討することで、新システムにより回収したエクソソームの機能解析を行う。そして、新システムにより回収したエクソソームを用いて薬物送達に応用する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a device that continuously pumps and collects medium during cell culture, and attempted to collect highly functional exosomes produced by cells because some exosomes are taken up by the cells after production, immediately. As a result, the number of exosomes was significantly increased by continuous collection of medium compared to the conventional method. Furthermore, when the exosomes were added to cells and the amount of cellular uptake was measured, the amount of cellular uptake of exosomes was markedly increased compared to the conventional exosomes. These results indicate that exosomes collected by the developed device contain highly functional exosomes. From hese results, continuous recovery of the culture medium is one of the method for the collection of highly functional exosomes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

エクソソームが細胞間のコミュニケーションツールとして考えられていこう、今日までエクソソーム研究が盛んに行われてきた。しかし、これまでエクソソームは数日間の静置培養液をEV回収源としてきた。そのため、高い細胞取り込み能を示す機能的エクソソームを回収することは困難であり、これまでは主に細胞への取り込み能の低い非機能的エクソソームを回収し、解析してきた可能性が高い。そのため、本研究により回収した高機能のエクソソームの生物学的機能解析や膜タンパク質、核酸などの内封物質を解析することで、難治性疾患のメカニズムの解明を通した新薬開発やバイオマーカー開発につながることから、学術的、社会的意義は高い。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Increasing the siRNA knockdown efficiency of lipid nanoparticles by morphological transformation with the use of dihydrosphingomyelin as a helper lipid2023

    • Author(s)
      Hashimoto Masahiro、Yonezawa Sei、Furan Song、Nitta Chiori、Maeda Noriyuki、Tomita Koji、Yokouchi Ayano、Koide Hiroyuki、Asai Tomohiro
    • Journal Title

      Biomaterials Science

      Volume: - Issue: 9 Pages: 3269-3277

    • DOI

      10.1039/d3bm00068k

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Treatment of PTEN-Null Breast Cancer by a Synthetic Lethal Approach Involving PARP1 Gene Silencing2023

    • Author(s)
      Asai Tomohiro、Yokota Masafumi、Isomura Hideki、Koide Hiroyuki、Sakurai Naoyuki、Okamoto Ayaka、Ando Hidenori、Dewa Takehisa、Oku Naoto
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      Volume: - Issue: 7 Pages: 1908-1914

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2023.02.017

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cooling-induced, localized release of cytotoxic peptides from engineered polymer nanoparticles in living mice for cancer therapy2023

    • Author(s)
      Koide Hiroyuki、Saito Kazuhiro、Yoshimatsu Keiichi、Chou Beverly、Hoshino Yu、Yonezawa Sei、Oku Naoto、Asai Tomohiro、Shea Kenneth J.
    • Journal Title

      Journal of Controlled Release

      Volume: 355 Pages: 745-759

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2023.02.020

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 消化管で標的分子を吸着するナノ掃除機の開発2022

    • Author(s)
      小出 裕之
    • Organizer
      第2回BVAバイオインターフェース
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 生体内で標的分子を吸着する多官能性ナノ粒子製剤の開発と疾患治療への応用2022

    • Author(s)
      小出 裕之
    • Organizer
      日本薬剤学会第37年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 脂凍結融解技術を駆使した核酸・タンパク質送達方法の開発2022

    • Author(s)
      小出 裕之、米澤 正、出羽 毅久、奥 直人、浅井 知浩
    • Organizer
      第38回日本DDS学会学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 血液中で標的分子を中和するポリマーリガンド修飾リポソームの開発2022

    • Author(s)
      小出裕之、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • Organizer
      第71回高分子討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 消化管で標的分子を吸着する機能性ナノ粒子開発2022

    • Author(s)
      小出 裕之
    • Organizer
      第27回創剤フォーラム若手研究会
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 敗血症治療を可能とする合成高分子ナノ粒子開発2022

    • Author(s)
      小出 裕之
    • Organizer
      第17回ナノ・バイオメディカル学会大会
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 凍結融解による簡便なタンパク質内封リポソームの調製とタンパク質の細胞内送達への応用2022

    • Author(s)
      平田真也、小出裕之、落合広樹、鈴木ひかる、出羽毅久、奥 直人、浅井知浩
    • Organizer
      日本薬剤学会第37年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 温度に応答して標的分子を吸着・放出する多官能性ナノ粒子の開発とがん治療への応用2022

    • Author(s)
      山口和馬、小出裕之、齊藤和弘、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第20回夏期セミナー
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 経口投与されたポリマーナノ粒子の体内動態に影響を与える因子の模索2022

    • Author(s)
      安野 豪、小出裕之、米澤 正、浅井知浩
    • Organizer
      第71回高分子討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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