exosome機能に重要な分子は何か？：糖鎖改変細胞を用いたexosome解析

• Project/Area Number: 21K15493
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 金子 慶 中部大学, 生命健康科学部, 助手 (90838335)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: exosome / extracellular vesicles / ganglioside / GD3 / cancer / melanoma / integrin / extracellular vesicle / がん / 糖鎖 / 腫瘍 / 糖脂質 / ガングリオシド / 細胞外小胞 / エクソソーム

Outline of Research at the Start

エクソソームは、腫瘍の増殖や転移に深く関与しているといわれるが、その生理的、病理的な機能や作用機序の詳細はほとんどが不明である。一方、シアル酸含有糖脂質であるガングリオシドは、腫瘍の増殖能や転移形成のような悪性形質に大きく関与している。
本研究の目的は、ガングリオシド組成を改変した腫瘍細胞由来エクソソームを用いて、腫瘍や正常細胞、腫瘍の微小環境に対する作用と、その中でのガングリオシドの役割の詳細を明らかにすることである。

Outline of Annual Research Achievements

エクソソームは、腫瘍の増殖や転移に深く関与しているものの、その生理的、病理的な機能の詳細はほとんどが不明である。また、シアル酸含有糖脂質であるガングリオシドは、腫瘍細胞の増殖能や浸潤能、転移形成等の悪性形質に大きく関与している。
本研究の目的は、ガングリオシド組成を改変した細胞を用いて、腫瘍細胞や正常細胞、即ち腫瘍の微小環境に対する腫瘍細胞由来エクソソームにおけるガングリオシドの作用の詳細を明らかにすることである。
最初に、ガングリオシドGD3欠損細胞/GD3強制発現細胞の細胞培養液上清より回収したエクソソームの構成分子の発現レベルをウェスタンブロッティング法により比較した。まず、エクソソームマーカーであるCD63やTSG101などの分子がGD3強制発現細胞由来エクソソームに多く含まれていた。また、細胞接着分子であるインテグリンの多くのサブユニットがGD3強制発現細胞由来のエクソソームにおいて高いレベルで発現していることが明らかとなった。さらに、エクソソームの標的細胞への作用解析を行い、興味深い結果を得た。

Current Status of Research Progress

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

Reason

エクソソームマーカーやインテグリンサブユニットの多くがGD3発現細胞由来エクソソームにおいてGD3欠損細胞由来のエクソソームと比較して高発現していることが明らかになった。また、GD3強制発現細胞由来のエクソソームがメラノーマの細胞内シグナルを活性化することを明らかにした。これらは新たな発見である。さらに、エクソソームの標的細胞の悪性形質増強作用の解析を行い、興味深い結果を得られたため。

Strategy for Future Research Activity

前述で明らかとなった分子群のエクソソームにおける機能や、ガングリオシドとのクラスター形成の有無の解析を進める。

Research Products

• [Journal Article] Possible regulation of ganglioside GD3 synthase gene expression with DNA methylation in human glioma cells. (2023)
  • Author(s): Yurie Yamamoto, Ken Higashimoto, Yuki Ohkawa, Hidenobu Soejima, Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa
  • Journal Title: Glycoconj. J Volume: 40 Issue: 3 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1007/s10719-023-10108-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Extracellular vesicles released from ganglioside GD2-expressing melanoma cells enhance malignant properties of GD2-negative melanomas. (2023)
  • Author(s): Farhana Yesmin, Keiko Furukawa, Mariko Kambe, Yuhsuke Ohmi, Robiul Hasan Bhuiyan, Mohammad Abul Hasnat, Momoka Mizutani, Orie Tajima, Noboru Hashimoto, Kei Kaneko, Koichi Furukawa
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 13(1) Issue: 1 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1038/s41598-023-31216-4
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Signaling domains of cancer-associated glycolipids. Tribute to Professor Sen-itiroh Hakomori (2022)
  • Author(s): Furukawa, K., Ohmi, Y., Hamamura, K., Kondo, Y., Ohkawa, Y., Kaneko, K., Hashimoto, N., Farhana, Y., Bhuiyan, R.H., Tajima, O., Furukawa, K.
  • Journal Title: Glycoconj. J. Volume: 39 Issue: 2 Pages: 145-155
  • DOI: 10.1007/s10719-022-10051-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] St8sia1-deficiency in mice alters tumor environments of gliomas, leading to reduced disease severity (2021)
  • Author(s): Zhang, P., Ohkawa, Y., Yamamoto, S., Momota, H., Kato, A., Kaneko, K., Natsume, A., Farhana, Y., Ohmi, Y., Okajima, T., Bhuiyan, R.H., Wakabayashi, T., Furukawa, K., Furukawa, K.
  • Journal Title: Nagoya Journal of Medical Science Volume: 83 Issue: 3 Pages: 535-549
  • DOI: 10.18999/nagjms.83.3.535
  • NAID: 120007147350
  • ISSN: 0027-7622
  • URL: https://nagoya.repo.nii.ac.jp/records/2001444
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Ganglioside GD2 Enhances the Malignant Phenotypes of Melanoma Cells by Cooperating with Integrins. (2021)
  • Author(s): Yesmin, F., Bhuiyan, R.H., Ohmi, Y., Yamamoto, S., Kaneko, K., Ohkawa, Y., Zhang, P., Hamamura, K., Cheung, N-K.V., Kotani, N., Honke, K., Okajima, T., Kambe, M., Tajima, O., Furukawa, K., Furukawa, K.
  • Journal Title: Int. J. Mol. Sci. Volume: 23 Issue: 1 Pages: 423-442
  • DOI: 10.3390/ijms23010423
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Roles of Ganglioside GD3-containing Extracellular Vesicles in Melanoma Cells. (2023)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Akiko Tsuchida, Yesmin Farhana, Mohammad A. Hasnat, Momoka Mizutani, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul Bhuiyan, Orie Tajima,Koichi Furukawa, Keiko Furukawa.
  • Organizer: Glyco26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Function Analysis of Glioma Cell-derived Exosomes in Malignant Properties of Gliomas. (2023)
  • Author(s): Mohammad Abul Hasnat, Qi Li, Yuhsuke Ohmi, Yukika Sugiura, Farhana Yesmin, Robiul Hasan Bhuiyan, Kei Kaneko, Momoka Mizutani, Yoshiyuki Kawamoto, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • Organizer: Glyco26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Crucial roles of glioma cell-derived exosomes in driving the malignancy of gliomas. (2023)
  • Author(s): Mohammad Abul Hasnat, Qi Li, Yuhsuke Ohmi, Yukika Sugiura, Farhana Yesmin, Robiul H. Bhuiyan, Kei Kaneko, Orie Tajima, Momoka Mizutani, Yoshiyuki Kawamoto, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • Organizer: 第42回日本糖質学会年会
• [Presentation] Function analysis of EVs released from glycolipid-modified melanomas. (2023)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Akiko Tsuchida, Yesmin Farhana, Mohammad A. Hasnat, Momoka Mizutani, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul Bhuiyan, Yuki Ohkawa, Orie Tajima, Koichi Furukawa, Keiko Furukawa.
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Function Analysis of Glioma Cell-derived Exosomes in the Enhancement of Malignant Properties of Gliomas. (2023)
  • Author(s): Mohammad Abul Hasnat, Qi Li, Yuhsuke Ohmi, Yukika Sugiura, Farhana Yesmin, Robiul H. Bhuiyan, Kei Kaneko, Momoka Mizutani, Yoshiyuki Kawamoto, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 糖鎖改変メラノーマ細胞由来の細胞外分泌小胞の癌形質制御機能. (2023)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Akiko Tsuchida, Yesmin Farhana, Mohammad A. Hasnat, Momoka Mizutani, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul Bhuiyan, Orie Tajima,Koichi Furukawa, Keiko Furukawa
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会
• [Presentation] Crucial roles of Glioma Cell-derived Exosomes in the Malignant Properties of Gliomas. (2023)
  • Author(s): Mohammad Abul Hasnat, Qi Li, Yuhsuke Ohmi, Yukika Sugiura, Farhana Yesmin, Robiul H. Bhuiyan, Kei Kaneko, Momoka Mizutani, Yoshiyuki Kawamoto, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会
• [Presentation] ガングリオシドGD2を発現するマウス乳癌細胞の悪性形質の解析. (2023)
  • Author(s): 水谷 百花, 大海 雄介, イエスミン ファルハナ, 赤堀 泰, 藤原 弘, ハスナット モハンマド アブル, 金子 慶, 神戸 真理子, 田島 織絵, ブイヤン ロビウル ハサン, 古川 圭子, 古川 鋼一.
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会
• [Presentation] アストロサイトに対するグリオーマ由来エクソソーム上のガングリオシドの機能解析. (2023)
  • Author(s): 大海 雄介, 小柳 宏華, 北浦 洋子, 伊藤 多佳子, 佐藤 詩歩, 金子 慶, 神戸 眞理子, 田島 織絵, モハンマド ハスナット A , 古川 圭子, 古川 鋼一.
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会
• [Presentation] Different expression of integrins in ganglioside-remodeling melanoma EVs. (2022)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Farhana Yesmin, Momoka Mizutani, Yoko Kitaura, Takako Ito, Orie Tajima, Koichi Furukawa and Keiko Furukawa
  • Organizer: International Society for Extracellular Vesicles (ISEV)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ganglioside GD2 enhances malignant properties of melanoma by co-operating with integrin. (2022)
  • Author(s): Farhana Yesmin, Robiul Hasan Bhuiyan, Yuhsuke Ohmi, Momoka Mizutani, Tetsuya Okajima, Kei Kaneko, Keiko Furukawa and Koichi Furukawa
  • Organizer: International Society for Extracellular Vesicles (ISEV)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ganglioside GD3 enhances expression of integrins on melanoma-derived extracellular vesicles. (2022)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Yesmin Farhana, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul H. Bhuiyan, Orie Tajima, Koichi Furukawa and Keiko Furukawa
  • Organizer: 30th International Carbohydrate Symposium (ICS 2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Ganglioside GD2 and integrins cooperate in the lipid rafts to enhance malignant phenotypes of melanoma cells. (2022)
  • Author(s): Farhana Yesmin, Robiul H. Bhuiyan, Yuhsuke Ohmi, Tetsuya Okajima, Orie Tajima, Kei Kaneko, Keiko Furukawa and Koichi Furukawa
  • Organizer: 30th International Carbohydrate Symposium (ICS 2022)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Roles of disialyl ganglioside-containing extracellular vesicles in melanomas. (2022)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Akiko Tsuchida, Yesmin Farhana, Robiul H. Bhuiyan, Yoko Kitaura, Takako Ito, Yuka Imao, Orie Tajima, Koichi Furukawa and Keiko Furukawa
  • Organizer: Sialoglyco 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Analysis of proteins interacting with gangliosides in the lipid rafts. (2022)
  • Author(s): Yuhsuke Ohmi, Kei Kaneko, Farhana Yesmin, Shiho Sato, Orie Tajima, Norihiro Kotani, Koichi Honke, Keiko Furukawa and Koichi Furukawa
  • Organizer: Sialoglyco 2022
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Co-operation of ganglioside GD2 and integrins enhances in lipid rafts malignant properties and signals in melanoma cells. (2022)
  • Author(s): Farhana Yesmin, Robiul H. Bhuiyan, Yuhsuke Ohmi, Orie Tajima,Kei Kaneko, Tetsuya Okajima, Keiko Furukawa and Koichi Furukawa
  • Organizer: Sialoglyco 2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 糖脂質リモデリングメラノーマ細胞由来EVにおけるインテグリンとテトラスパニンの発現変化の解析 (2022)
  • Author(s): 金子 慶、大海 雄介、神戸 眞理子、土田 明子、ファーハナ イエスミン、北浦 洋子、伊藤 多佳子、ブイヤ ロビウル、田島 織絵、古川 鋼一、古川 圭子
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Mechanisms for co-operation of ganglioside GD2 and integrins to enhance malignant properties of melanoma cells. (2022)
  • Author(s): Yesmin Farhana、Bhuiyan Robiul H.、大海 雄介、Tajimi Orie、金 子 慶、Okajima Tetsuya、古川 圭子、古川 鋼一
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 糖鎖改変メラノーマ細胞由来の細胞外分泌小胞におけるintegrin等のEV含有分子の発現解析 (2022)
  • Author(s): 金子 慶、大海 雄介、神戸 眞理子、土田 明子、ファーハナ イエスミン、ロビウルHブイヤン、北浦 洋子、伊藤 多佳子、田島 織絵、古川 鋼一、古川 圭子
  • Organizer: 第95回日本生化学会大会
• [Presentation] ガングリオシドとインテグリンの協同作用がメラノーマ細胞の悪性形質とシグナルを増強する (2022)
  • Author(s): Yesmin Farhana Yesmin, Bhuiyan Robiul, Ohmi Yuhsuke, Tajima Orie, Kei Kaneko, Tetsuya Tetsuya, Furukawa Keiko, Furukawa Koichi
  • Organizer: 第95回日本生化学会大会
• [Presentation] Changes of integrins in glycolipid-modified melanoma-derived exosomes. (2021)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Qi Li, Yesmin Farhana, Satoko Yamamoto, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul H. Bhuiyan, Orie Tajima, Koichi Furukawa, Keiko Furukawa
  • Organizer: 日本癌学会学術総会
• [Presentation] がん由来エクソソーム上に発現するガングリオシドのがん微小環境への影響 (2021)
  • Author(s): 大海雄介、Li Qi、山本聡子、北浦洋子、伊藤多佳子、佐藤詩歩、金子 慶、神戸眞理子、イエスミン ファーハナ、田島織絵、モハンマド A ハスナット、古川圭子、古川鋼一
  • Organizer: 第40回日本糖質学会年会
• [Presentation] Elucidation of unique function of ganglioside GD2 and its action mechanisms in human melanoma. (2021)
  • Author(s): Yesmin F, Robiul H. Bhuiyan、Yuhsuke Ohmi、 Momoka Horiuchi、Tetsuya Okajima、Satoko Yamamoto、Kei Kaneko、Keiko Furukawa、Koichi Furukawa
  • Organizer: 第40回日本糖質学会年会 鹿児島
• [Presentation] ヒトグリオーマ細胞由来エクソソームの機能解析 (2021)
  • Author(s): 大海雄介、Li Qi、山本聡子、北浦洋子、伊藤多佳子、金子 慶、神戸眞理子、イエスミン ファーハナ、田島織絵、モハンマド A ハスナット、古川圭子、古川鋼一
  • Organizer: 第8回日本細胞外小胞学会学術集会
• [Presentation] ガングリオシド改変メラノーマ細胞由来EVsにおけるintegrin の発現パターンとがん形質機能の解析 (2021)
  • Author(s): 金子 慶、大海雄介、神戸真理子、ファーハナ イエスミン、山本聡子、北浦洋子、伊藤多佳子、田島織絵、古川鋼一、古川圭子
  • Organizer: 第8回日本細胞外小胞学会学術集会
• [Presentation] Ganglioside GD2 enhances malignant properties of melanoma by co-operating with integrin. (2021)
  • Author(s): Farhana Yesmin、Robiul H. Bhuiyan、Yuhsuke Ohmi、Momoka Horiuchi、Tetsuya Okajima、Satoko Yamamoto、Kei Kaneko、Keiko Furukawa、Koichi Furukawa
  • Organizer: 第8回日本細胞外小胞学会学術集会
• [Presentation] Expression pattern of integrins in ganglioside-remodeling melanoma EVs (2021)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Qi Li, Hiroaki Kitasawa, Yesmin Farhana, Satoko Yamamoto, Yoko Kitaura, Takako Ito, Orie Tajima, Koichi Furukawa and Keiko Furukawa
  • Organizer: International society for extracellular vesicles 2021
  • Int'l Joint Research
• [Book] Opposite Functions of Mono- and Disialylated Glycosphingo-Lipids ontheMembraneofCancerCells (2023)
  • Author(s): Koichi Furukawa, Yuhsuke Ohmi, Farhana Yesmin, Kazunori Hamamura, Yuji Kondo, Yuki Ohkawa, Noboru Hashimoto, Robiul H. Bhuiyan, Kei Kaneko, Orie Tajima, and Keiko Furukawa
  • Total Pages: 238
  • Publisher: Springer