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Elucidation of exosome secretion mechanism by a novel exosome analytical method

Research Project

Project/Area Number 20H02766
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

金田 隆  岡山大学, 自然科学学域, 教授 (20243909)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Keywordsエキソソーム / レーザー励起蛍光法 / 放出機構 / 抗原抗体反応 / 高感度分析 / CD63 / キャピラリー電気泳動 / がん細胞
Outline of Research at the Start

エキソソームは細胞間のコミュニケーション、がん転移に関連し、がんのバイオマーカーとしての利用やその機能解明が期待されているが、その放出機構は明らかではない。放出機構解明における困難は、従来のエキソソーム計測法では多量の試料が必要であり、測定に長時間を要することにある。そこで本研究では、新たに開発した高感度エキソソーム計測装置を利用して、エキソソーム放出に影響を与える様々因子について検討し、その放出機構を解明する。この測定装置の特徴は、極微量の試料中の個々のエキソソームを計数できる点にあり、これを利用することでエキソソーム放出に関する新しい知見を得ることができる。

Outline of Annual Research Achievements

エキソソームは細胞間のコミュニケーション、がん転移に関連し、がんのバイオマーカーとしての利用やその機能解明が期待されている。そこで本研究では、新たに開発した高感度エキソソーム計測装置を利用して、エキソソームの放出に影響を与える因子について検討し、放出機構を解明することを目的としている。令和2年度には、細胞培養培地のpHがエキソソーム放出に与える影響について検討した。培地にpH緩衝剤を添加し、pHを7.05から8.96まで変化させ、細胞増殖の状況とエキソソーム放出量の関係について調査した。まず、pH調整のための緩衝剤について検討を行ったところ、BicineとMESは細胞毒性が低く、細胞の増殖に対する影響が小さいことがわかった。そこで、これらの緩衝剤を用いてpHを調製し、各pHにおいて細胞培養時間を変化させ、各時間におけるエキソソーム放出量を計測した。細胞増殖に関しては、緩衝剤を加えないpH 8.88の培地が最も増殖が速かったが、pH 8.96を除いては、いずれも6日以内に100%まで増殖した。一方、各pHにおける細胞内pHを測定したところ、培地のpHとは無関係に細胞内pHは7.5付近でほぼ一定であった。細胞が100%まで増殖した後に、細胞から放出されたエキソソーム量を測定した結果、エキソソーム量はpHが低くなるにつれて増加する傾向が見られた。しかしながら、現段階ではエキソソームのカウント数が不十分であるため、優位の差があると判断できない状況である。したがって、測定の処理速度を向上させ、エキソソームの測定数を増加させる必要がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

pHがエキソソーム放出に影響を与えることを示唆する結果が得られたことから、pHがエキソソーム放出機構に関与していることを明らかにすることができた。よって、研究はおおむね順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

pHがエキソソーム放出に影響を与えることが示唆されたため、この機構についてより詳細に検討する。また、細胞がエキソソームを取り込むかどうかを明らかにするために、蛍光標識したエキソソームを調製し、これを細胞培養培地に添加して、エキソソームの取り込みの有無について検討する。

Report

(1 results)
  • 2020 Annual Research Report

Research Products

(8 results)

All 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Direct Counting of Exosomes in a Cell Culture Medium Using Neither Isolation Nor Preconcentration2020

    • Author(s)
      Tatsuya Fujii, Takashi Kaneta
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta

      Volume: 1119 Pages: 35-40

    • DOI

      10.1016/j.aca.2020.04.052

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Coalescence of Oil Droplets and Collection of Vesicles by Optical Pressure2020

    • Author(s)
      谷 夢希,金田 隆
    • Journal Title

      BUNSEKI KAGAKU

      Volume: 69 Issue: 12 Pages: 665-672

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.69.665

    • NAID

      130008021472

    • ISSN
      0525-1931
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] On-site analysis of paraquat using a completely portable photometric detector operated with small, rechargeable batteries2020

    • Author(s)
      Sasikarn Seetasang, Takashi Kaneta
    • Journal Title

      Analytica Chimica Acta

      Volume: 1135 Pages: 99-106

    • DOI

      10.1016/j.aca.2020.08.051

    • NAID

      120007144323

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of analytical methods for on-site analysis with miniaturized instruments2020

    • Author(s)
      Takashi Kaneta
    • Organizer
      The BK21 Plus Symposium on Nanobio Materials and Advanced Analytical Techniques
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 光圧を用いたナノ小胞捕集2020

    • Author(s)
      金田 隆, 谷 夢希
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 光圧を用いたフロー系での細胞外小胞の捕集2020

    • Author(s)
      谷 夢希,金田 隆
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a completely portable photometric detector consisting of paired light-emitter detector diodes for the determination of paraquat2020

    • Author(s)
      Seetasang, Sasikarn,金田 隆
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Paper-based analytical devices for point-of-care tasting with instrument-free detection2020

    • Author(s)
      Takashi Kaneta
    • Organizer
      第59回日本生体医工学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited

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Published: 2020-04-28   Modified: 2022-04-19  

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