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フローサイトメトリーを用いた細胞外小胞の1粒子解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K07173
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分50020:腫瘍診断および治療学関連
研究機関金沢大学

研究代表者

吉田 孟史  金沢大学, ナノ生命科学研究所, 特任助教 (60635100)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード細胞外小胞 / ホスファチジルセリン / フローサイトメトリー / リキッドバイオプシー
研究開始時の研究の概要

生体内のほとんどの細胞が分泌する直径30-150 nmの細胞外小胞(sEV)は、がんや神経変性疾患など様々な疾患への関与が明らかとなりつつある。しかしながら、非常に小さな粒子であるsEVを1粒子レベルで検出・解析することは困難であり、疾患診断への応用や基礎研究の発展が遅れている。フローサイトメトリーは、細胞に発現する複数のタンパク質を一細胞毎に検出可能であるが、ナノサイズのsEV検出への応用は確立されていない。本研究は、高純度sEV精製技術や高感度sEV検出技術を組合わせることでフローサイトメーターを用いたsEV解析技術を確立する。

研究成果の概要

本課題ではフローサイトメトリーを用いて細胞外小胞(sEV)を特異的かつ高感度に定量する方法の構築に取組んだ。抗体染色したsEVから未結合抗体を洗浄する方法について検証した結果、サイズ排除クロマトグラフィー法やTIM4アフィニティー法が洗浄法として適していることを明らかにした。このsEVのフローサイトメトリー解析系をがん細胞分泌sEVの解析やsEVの産生経路の解析などに利用することで、レアポピュレーションの高感度検出やsEVの多様性解析を実現した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がん、神経変性疾患、免疫など様々な疾患で、細胞が30-150 nmのサイズの細胞外小胞(sEV)を介してタンパク質や核酸などの情報を伝播することが知られており、sEVは創薬標的や診断マーカーとして注目されている。本課題は、sEVに搭載されたタンパク質や核酸を一粒子レベルで解析する技術の開発に成功した。これにより、血液などに微量に存在する疾患由来sEVの高感度検出や疾患関連sEVの産生経路の特定が可能となり、sEVを標的とした診断や治療薬の開発が加速すると期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 4件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (1件) 備考 (7件)

  • [雑誌論文] Precise analysis of single small extracellular vesicles using flow cytometry2024

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Hisano、Shiba Takayuki、Yoshida Takeshi、Bolidong Dilireba、Kato Koroku、Sato Yoshiki、Mochizuki Mao、Seto Takafumi、Kawashiri Shuichi、Hanayama Rikinari
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 14 号: 1 ページ: 7465-7465

    • DOI

      10.1038/s41598-024-57974-3

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extracellular vesicles promote silica nanoparticle aggregation that inhibits silica-induced cytotoxicity2024

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Takeshi、Goto Kenji、Kodama Akihito、Bolidong Dilireba、Seto Takafumi、Hanayama Rikinari
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 755 ページ: 109964-109964

    • DOI

      10.1016/j.abb.2024.109964

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nanoscopic Assessment of Anti-SARS-CoV-2 Spike Neutralizing Antibody Using High-Speed AFM.2023

    • 著者名/発表者名
      Keesiang Lim, Goro Nishide, Elma Sakinatus Sajidah, Tomoyoshi Yamano, Yujia Qiu, Takeshi Yoshida, Akiko Kobayashi, Masaharu Hazawa, Toshio Ando, Rikinari Hanayama, Richard W Wong
    • 雑誌名

      Nano letters

      巻: 23 号: 2 ページ: 619-628

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.2c04270

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] EVs and Communication2023

    • 著者名/発表者名
      Yang Xi、Yoshida Takeshi、Hanayama Rikinari
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Cell Biology. Bradshaw R. eds. (Elsevier)

      巻: 2 ページ: 390-400

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-821618-7.00151-6

    • ISBN
      9780128216248
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatiotemporal tracking of small extracellular vesicle nanotopology in response to physicochemical stresses revealed by HS-AFM.2022

    • 著者名/発表者名
      Elma Sakinatus Sajidah, Keesiang Lim, Tomoyoshi Yamano, Goro Nishide, Yujia Qiu, Takeshi Yoshida, Hanbo Wang, Akiko Kobayashi, Masaharu Hazawa, Firli R P Dewi, Rikinari Hanayama, Toshio Ando, Richard W Wong
    • 雑誌名

      Journal of extracellular vesicles

      巻: 11 号: 11 ページ: 12275-12275

    • DOI

      10.1002/jev2.12275

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TIM4-Affinity Methods Targeting Phosphatidylserine for Isolation or Detection of Extracellular Vesicles2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Takeshi、Hanayama Rikinari
    • 雑誌名

      Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)

      巻: 2466 ページ: 23-36

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2176-9_2

    • ISBN
      9781071621752, 9781071621769
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Millisecond dynamic of SARS‐CoV‐2 spike and its interaction with ACE2 receptor and small extracellular vesicles2021

    • 著者名/発表者名
      Lim Keesiang、Nishide Goro、Yoshida Takeshi、Watanabe‐Nakayama Takahiro、Kobayashi Akiko、Hazawa Masaharu、Hanayama Rikinari、Ando Toshio、Wong Richard W.
    • 雑誌名

      Journal of Extracellular Vesicles

      巻: 10 号: 14

    • DOI

      10.1002/jev2.12170

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of small compounds regulating the secretion of extracellular vesicles via a TIM4-affinity ELISA2021

    • 著者名/発表者名
      Ma Yunfei、Yoshida Takeshi、Matoba Kazutaka、Kida Katsuhiko、Shintani Rito、Piao Yingshi、Jin Jingchun、Nishino Taito、Hanayama Rikinari
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 13471-13471

    • DOI

      10.1038/s41598-021-92860-2

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Osteosarcoma-Derived Small Extracellular Vesicles Enhance Tumor Metastasis and Suppress Osteoclastogenesis by miR-146a-5p2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Araki, Hisaki Aiba, Takeshi Yoshida, Norio Yamamoto, Katsuhiro Hayashi, Akihiko Takeuchi, Shinji Miwa, Kentaro Igarashi, Tuan D. Nguyen, Kiyo-aki Ishii, Takayuki Nojima, Satoru Takahashi, Hideki Murakami, Hiroyuki Tsuchiya and Rikinari Hanayama
    • 雑誌名

      Frontiers in Oncology

      巻: 11 ページ: 667109-667109

    • DOI

      10.3389/fonc.2021.667109

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tumor‐secreted proliferin‐1 regulates adipogenesis and lipolysis in cachexia2020

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Tuan Duc、Miyatake Yuji、Yoshida Takeshi、Kawahara Hironori、Hanayama Rikinari
    • 雑誌名

      International Journal of Cancer

      巻: 148 号: 8 ページ: 1982-1992

    • DOI

      10.1002/ijc.33418

    • 関連する報告書
      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] TIM4-ELISA法を用いた細胞外小胞の分泌制御剤の探索2021

    • 著者名/発表者名
      吉田孟史, 馬雲飛, 的場一隆, 木田克彦, 西野泰斗, 華山力成
    • 学会等名
      第8回日本細胞外小胞学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] エクソソームの一粒子診断法を開発

    • URL

      https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/highlights/30675/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] シリカナノ粒子による上皮細胞傷害を エクソソームが防御する機構を解明

    • URL

      https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/highlights/30681/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] SARS-CoV-2スパイクタンパク質に対する中和抗体の 作用機序を高速原子間力顕微鏡で可視化

    • URL

      https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/highlights/24222/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 世界初!高速原子間力顕微鏡で細胞外小胞の ナノ構造変化を捉えることに成功!

    • URL

      https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/highlights/23711/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] エクソソーム分泌の促進剤・抑制剤を同定

    • URL

      https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/achievements/achievements-17206/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 細胞外小胞による骨肉腫の進展機構を解明

    • URL

      https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/achievements/achievements-16826/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 世界初!高速AFMで新型コロナウイルススパイクタンパク質の分子ナノ動態を可視化!

    • URL

      https://nanolsi.kanazawa-u.ac.jp/achievements/achievements-18490/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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