| 研究課題/領域番号 |
20K20297
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| 補助金の研究課題番号 |
17H06242 (2017-2019)
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 (2020)
補助金 (2017-2019) |
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| 研究分野 |
生体分子化学およびその関連分野
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
石井 則行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10261174)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2018年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2017年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| キーワード | 細胞外小胞 / エクソソーム／エキソソーム / マイクロベシクル / 生体分子 / ナノコロイド / 透過型電子顕微鏡 / ランタノイド酢酸塩 / 動的光散乱 / エクソソーム / エキソソーム / ランタノイド / 細胞外膜小胞 / 膜小胞 / エキソソーム／エクソソーム / 電子顕微鏡解析 / 電子顕微鏡 / 生物物理 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、非侵襲高感度がん早期診断や薬物デリバリー技術開発から注目されているエキソソーム等の細胞外膜小胞のバイオ特性を、生物物理学、物理化学的視点からナノスケールレベルで解明する。エキソソームは細胞が放出する膜小胞の一種であり、血液や尿、唾液、脳脊髄液等の体液中に安定に存在している。病態細胞に特異的な核酸や蛋白質を高濃度に内包しているため、重篤疾患の早期発見バイオマーカーや新規治療法として、膜小胞の臨床応用への期待が高まっている。独自に開発した「生物物理学的解析に適した膜小胞の調製方法」（PCT/JP2017/013999）を基盤技術として活用し、エキソソームの生物物理化学特性を解明する。
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| 研究成果の概要 |
エクソソームは細胞間コミュニケーションに重要な細胞外小胞（EVs）で、マイクロベシクルと区別が難しい。本研究では、多胞体（MVBs）に焦点を当て、透過型電子顕微鏡法を用いて、エクソソームの分離、分画・調製を最適化した。塩を殆ど含まないビス-トリス緩衝液条件下での分画により、～50 nmの特異的な集団が観察され、さらに免疫電子顕微鏡法によってCD63の存在も確認された。一方で、EVsの分画・調製を密度勾配超遠心分離法から限外ろ過法へ移行を試み、再生セルロース膜を用いた連続法が有効であることを示した。最適な条件下でのインタクトなEVsの分離と特性解析は、医学生物学的応用のための重要な基盤となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
細胞外小胞（EVs）をナノコロイドとして認識し、医学生物学分野で見過ごされていた物理化学的課題を明らかにしました。電子顕微鏡法による条件最適化で、EVsを細胞から放出されたインタクトな状態で分離・調製する条件を確立しました。エクソソーム（small EVs）研究の共通基盤として幅広く活用が期待されます。さらに、限外ろ過法の連続的適用を考案し、その過程でsmall EVsにも赤血球のような変形能が示唆されました。レオロジー的な解明が望まれます。EVsに適した電子染色試薬の開発も進めました。EVsの研究は、細胞間通信の理解、疾患の診断・治療、薬物送達、生態系への影響等に革新的な貢献が期待されます。
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