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細胞外小胞を介した造血機能低下ネットワークの解明と治療応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K21622
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分54:生体情報内科学およびその関連分野
研究機関公益財団法人神戸医療産業都市推進機構

研究代表者

井上 大地  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(副センター長・部長クラス) (80735746)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2020年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード細胞外小胞 / MDS / 間葉系幹細胞 / エキソソーム / 造血幹細胞 / 骨髄異形成症候群 / クローン性造血 / 骨芽細胞
研究開始時の研究の概要

これまでの申請者の詳細な解析により、骨髄異形成症候群における造血幹細胞がエキソソームなどの細胞外小胞を介して間接的に間葉系幹細胞の骨芽細胞への分化を抑制していること、分化抑制に骨髄異形成症候群の造血幹細胞由来のエキソソームが必要十分であること、骨形成を促進すると正常造血能も回復することをこれまでの研究で明らかとした。本研究ではこれらを元に、エキソソームが標的細胞に取り込まれる機構の解明、エキソソームの中で鍵となるmiRNAの同定、エキソソームネットワークに対する治療応用を行い、造血・骨への制御機構の科学的根拠を得て骨髄異形成症候群の創薬へとつなげる。

研究成果の概要

これまでに申請者らは、骨髄異形成症候群(MDS)においてMDS細胞から放出される細胞外小胞(EVs)が骨髄間葉系幹細胞(MSC)の骨芽細胞系列への分化障害を介して造血不全を引き起こすことを明らかにした。そこで本研究ではMDS由来EVsの生体内での挙動から標的細胞や内包する機能分子の解析を行い、EVsを標的とした治療応用をめざした。蛍光標識によるトラッキングからMSCは主要な標的細胞であり、単一細胞解析から顕著な変動を示し病態の中心となる亜集団を同定した。また内包する機能分子としてmiRNAの網羅的解析を実施しMSCの生存・増殖や骨芽細胞分化に関するシグナル経路が主要な標的となることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

様々な悪性腫瘍において、腫瘍微小環境や転移巣の構築因子として細胞外小胞(EVs)の役割が注目されている。本研究では骨髄異形成症候群(MDS)において、MDS細胞由来EVsがMSCを主要な標的とし、骨芽細胞分化障害を介して造血不全を引き起こすことを明らかにした。またEVsが内包するmiRNAが主要な役割を果たすことを報告した。これらの知見は、EVsの制御により骨髄環境を改善することが、造血不全の解除につながることを示している。骨髄移植以外に根治療法が無い一方で罹患者の多くが高齢のために移植療法の対象外であるMDSにおいて、造血障害を改善する新しい治療の選択肢なり得ると期待できる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Extracellular vesicle-mediated remodeling of the bone marrow microenvironment in myeloid malignancies2023

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Yasutaka、Nishimura Koutarou、Tanaka Atsushi、Inoue Daichi
    • 雑誌名

      International Journal of Hematology

      巻: 117 号: 6 ページ: 821-829

    • DOI

      10.1007/s12185-023-03587-x

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via extracellular vesicles to suppress normal hematopoiesis.2022

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Y, Inoue D, et al.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: VOLUME 39, ISSUE 6 号: 6 ページ: 110805-110805

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110805

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 血液がんの発症・維持機構の探索ースプライシングと微小環境の観点から2023

    • 著者名/発表者名
      井上大地
    • 学会等名
      神戸大学CMX創発医学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨髄異形成症候群における骨髄間質細胞の病態解明2023

    • 著者名/発表者名
      井上大地
    • 学会等名
      第22回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 造血幹細胞由来のエキソソームを介した間葉系幹細胞の改変とMDS進展2022

    • 著者名/発表者名
      井上大地
    • 学会等名
      第18回感染症サイトカイン研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 造血細胞の運命制御機構の解明に向けてースプライシングと微小環境の観点から2022

    • 著者名/発表者名
      井上大地
    • 学会等名
      第1回東北大学大学院講義研究推進・研究倫理ゼミ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MDS由来のエキソソームを介した骨髄ニッチ改変機構2022

    • 著者名/発表者名
      井上大地
    • 学会等名
      北関東血液疾患講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MDS細胞由来のエキソソームを介した間葉系幹細胞の改変とMDS進展2022

    • 著者名/発表者名
      井上大地
    • 学会等名
      CLL Expert Seminar
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がんたらしめるものは何か?ースプライシングと微小環境の観点から2022

    • 著者名/発表者名
      井上大地
    • 学会等名
      佐賀ブルートアーベント
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via EVs to suppress normal hematopoiesis2022

    • 著者名/発表者名
      林康貴
    • 学会等名
      第84回日本血液学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The Blood-Bone Association in Normal and Malignant Hematopoiesis2021

    • 著者名/発表者名
      井上大地
    • 学会等名
      第94回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Impaired Osteoblastic Differentiation of MSCs Suppresses Normal Hematopoiesis in MDS.2021

    • 著者名/発表者名
      林 康貴
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Impaired Osteoblastic Differentiation of MSCs Suppresses Normal Hematopoiesis in MDS2020

    • 著者名/発表者名
      林康貴
    • 学会等名
      The 62nd ASH Annual Meeting and Exposition
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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