2019 Fiscal Year Research-status Report
MSC由来エクソソームを用いた新たなデリバリーシステムと骨肉腫治療の開発
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19K09552
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
古田 太輔 広島大学, 病院(医), 助教 (30781645)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 忠彦 広島大学, 医系科学研究科(医), 准教授 (70397959) [Withdrawn]
味八木 茂 広島大学, 病院(医), 講師 (10392490)
安達 伸生 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (30294383)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | MSC由来エクソソーム / homing / 骨肉腫 / デリバリーシステム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、四肢悪性腫瘍の抗癌剤治療の開発により予後の改善を認めるが、抵抗性や重篤な副作用など課題が多く新たな治療開発が切望される。一方で間葉系胚細胞(Mesenchymal stem cell; 以下MSC)の組織障害・悪性腫瘍部へ遊走(homing)する機能を利用し標的細胞に抗腫瘍効果因子を付加し運搬するデリバリーシステムの報告が散見される。しかし近年、MSC移植された細胞は数％程度しか生着できず、悪影響を及ぼすことも懸念され、細胞から放出される液性因子が注目されている。その液性因子の一つであるエクソソームは細胞間コミュニケーションに関与する微小胞体であり、MSCから放出されるエクソソーム（以下MSC由来エクソソーム）にもhoming効果の可能性が期待されているが機能は不明である。我々はMSC由来エクソソームのhoming効果の可能性を明らかにし、四肢悪性骨腫瘍に対して抗腫瘍効果のあるmiRNAを運搬する新たなデリバリーシステムの開発を計画し,実験を開始した。MSC由来エクソソームに蛍光標識を付けて骨肉腫モデルマウスに静脈注射した24時間後にin vivo 蛍光イメージング（IVIS）で評価を行い、最初は腫瘍に集積を示す印象であったが、有意差がでるほどの再現性に乏しい状態であった。しかしある程度の傾向はあったため、MSC由来エクソソームにmiRNA143を過剰に含有させて骨肉腫モデルに投与した。24時間後にsacrificeして骨肉腫内のmiRNA143をPCRにて定量評価した。するとコントロール群（N=3）と比較してmiRNA143含有MSCエクソソーム投与群（N=3）が8倍以上を示した。つまりmiRNA143をデリバリーしている可能性が非常に高い。今後も症例を増やしてMSCエクソソームがhoming機能を有していることを解明し、骨肉腫治療の開発を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
当初は前研究において骨折モデルにMSC由来エクソソームを投与して骨折部への集積をIVISにて評価を行い、濃度依存性に骨折部に集積する可能性がある予備実験データを有していた。そのため骨肉腫モデルにMSC由来エクソソームを投与し、腫瘍部への集積を同様の方法で評価を開始した。当初の2例目までは腫瘍部に集積する傾向があったが、その後はどうしても再現性が得られていない。機械の調整などを行ったり、蛍光色素を変更したりしたが再現性が得られない。未だ解決策はないが、IVISを用いた視覚的評価は同時進行で実験を進めていく。一方で同時に定量評価にてMSC由来エクソソームのデリバリーシステムを評価する方向に転換して実験を進めている。IVISでの実験が、当初の予定と異なりうまく進行していないので遅延している。
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| Strategy for Future Research Activity |
MSC由来エクソソームのhoming機能を証明するためにMSC由来エクソソームにmiRNA143を過剰に含有させて骨肉腫モデルに投与した。24時間後にsacrificeして骨肉腫内のmiRNA143をPCRにて定量評価した。するとコントロール群（N=3）と比較してmiRNA143含有MSCエクソソーム投与群（N=3）が8倍以上を示した。つまりmiRNA143をデリバリーしている可能性が非常に高い。まずはこちらで有意差を出してMSC由来エクソソームのhoming機能を有することを証明する予定である。現段階までの結果を日本整形外科基礎学会に発表予定（2020/10月）であるが、コロナ情勢により先行きは不明である。
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| Causes of Carryover |
動物実験でゲージが2つしか確保できず、腫瘍モデルを作成するのに時間もかかるため、使用するタイミングが遅延してしまったため、繰越金が出てしまった。確実にゆっくりではあるが、必要な備品を随時購入しつつ、実験を進めていく予定です。
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