がん微小環境ネットワークにおける細胞外小胞エクソソームの機能解明

• 研究領域: がん微小環境ネットワークの統合的研究
• 研究課題/領域番号: 25112711
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 田原 栄俊 広島大学, 医歯薬保健学研究院(薬), 教授 (00271065)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円); 2014年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: エクソソーム / 細胞外小胞 / がん微小環境 / 細胞老化 / マイクロRNA / 癌

研究実績の概要

本研究では、間質細胞の加齢における細胞外小胞エクソソームの分泌機構とその機能、がん細胞から放出されるエクソソームの性状解析と機能解析を行い、がんの微小環境における細胞外小胞の寄与について研究を実施した。その結果、ヒト線維芽細胞の細胞老化にともない細胞外小胞の分泌が亢進することを明らかにした。ショ糖密度勾配遠心を用いた12フラクションの分画では、エクソソームが含まれる密度にエクソソームマーカーAlixなどが検出された。細胞老化に伴う分泌亢進メカニズムを明らかにするため、細胞外小胞の取込や分泌に関わる分子のsiRNAを用いて検討したところ、MASPINおよびCHMP4CのsiRNAにより加齢に伴うエクソソーム分泌が顕著に抑制された。一方、MASPINおよびCHMP4Cの強制発現により若い細胞でもエクソソーム分泌が亢進した。しかし、がん細胞におけるエクソソーム分泌機構には、これらの分子は関与していないことが明らかになった。老化細胞由来のエクソソームを持続的に子宮頸がん細胞に添加して、細胞増殖、コロニーフォーメーション、細胞浸潤能を検討したところ、顕著な細胞増殖抑制、コロニー形成能の減少、細胞浸潤能の抑制が見られた。若い細胞由来のエクソソームでは、殆ど影響は見られなかった。一方、がん細胞から分泌されるエクソソームについても、超遠心法により精製して、正常細胞の若い細胞と老化細胞に添加したところ、膵がん由来のエクソソームは、顕著に老化細胞の細胞死を誘導することが明らかになった。そこで、がん細胞由来のエクソソームをSWATH-MS解析によりプロテオーム解析を行った。その結果、細胞の浸潤やEMTに関わる分子が7種同定することができた。本研究により、間質細胞側の加齢よるエクソソーム変化とがん細胞が分泌するエクソソームががんの微小環境に及ぼす影響を明らかにすることができた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A potential function for neuronal exosomes: sequestering intracerebral amyloid-beta peptide. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuyama, K., Sun, H., Usuki, S., Sakai, S., Hanamatsu, H., Mioka, T., Kimura, N., Okada, M., Tahara, H., Furukawa, J., Fujitani, N., Shinohara, Y. & Igarashi, Y.
  • 雑誌名: FEBS letters 巻: 589 号: 1 ページ: 84-88
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2014.11.027
  • NAID: 120005537475
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Werner Syndrome-specific induced pluripotent stem cells: recovery of telomere function by reprogramming. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimamoto, A., Yokote, K. & Tahara, H.
  • 雑誌名: Frontiers in genetics 巻: 6 ページ: 10-10
  • DOI: 10.3389/fgene.2015.00010
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decreased amyloid-beta pathologies by intracerebral loading of glycosphingolipid-enriched exosomes in Alzheimer model mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuyama, K., Sun, H., Sakai, S., Mitsutake, S., Okada, M., Tahara, H., Furukawa, J., Fujitani, N., Shinohara, Y. & Igarashi, Y.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 289 号: 35 ページ: 24488-24498
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.577213
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Generation of Human induced pluripotent Stem (iPS) cells in serum- and feeder-free defined culture and TGF-β1 regulation of pluripotency (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki S, Taguchi Y, Shimamoto A, Mukasa H, Tahara H, Okamoto T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9(1) 号: 1 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0087151
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reprogramming suppresses premature senescence phenotypes of Werner syndrome cells and maintains chromosomal stability over long-term culture (2014)
  • 著者名/発表者名: Shimamoto A, Kagawa H, Zensho K, Sera Y, Kazuki Y, Osaki M, Oshimura M, Ishigaki Y, Hmasaki K, Kodama Y, Yuasa S, Fukuda K, Hirashima K, Seimiya H, Koyama H, Shimizu T, Takemoto M, Yokote K, Goto M, Tahara H.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 号: 11 ページ: 1-13
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0112900
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] DSE-FRET : A new anticancer drug screening assay for DNA binding proteins (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyagi T, Shiotani B, Miyoshi R, Yamamoto T, Oka T, Umezawa K, Ochiya T, Takano M, Tahara H
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: (in press) 号: 7 ページ: 870-874
  • DOI: 10.1111/cas.12420
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Minimal experimental requirements for definition of extracellular vesicles and their functions: a position statement from the International Society for Extracellular Vesicles. (2014)
  • 著者名/発表者名: Lotvall, J., Hill, A.F., Hochberg, F., Buzas, E.I., Di Vizio, D., Gardiner, C., Gho, Y.S., Kurochkin, I.V., Mathivanan, S., Quesenberry, P., Sahoo, S., Tahara, H., Wauben, M.H., Witwer, K.W. & Thery, C.
  • 雑誌名: Journal of extracellular vesicles 巻: 3 号: 1 ページ: 26913-26913
  • DOI: 10.3402/jev.v3.26913
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] EVpedia: a community web portal for extracellular vesicles research. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kim, D.K., Lee, J., Kim, S.R., Choi, D.S., Yoon, Y.J., Kim, J.H., Go, G., Nhung, D., Hong, K., Jang, S.C., Kim, S.H., Park, K.S., Kim, O.Y., Park, H.T., Seo, J.H., Aikawa, E., Baj-Krzyworzeka, M., van Balkom, B.W., Belting, M., Blanc, & Tahara, H.
  • 雑誌名: Bioinformatics 巻: 31 (6) 号: 6 ページ: 933-939
  • DOI: 10.1093/bioinformatics/btu741
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TERT attenuated ER stress-induced cell death. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hosoi, T., Inoue, Y., Nakatsu, K., Matsushima, N., Kiyose, N., Shimamoto, A., Tahara, H. & Ozawa, K.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 447 号: 2 ページ: 378-382
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.04.034
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CBP-93872 inhibits NBS1-mediated ATR activation, abrogating maintenance of the DNA double-strand break-specific G2 checkpoint. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirokawa T, Shiotani B, Shimada M, Murata K, Johmura Y, Haruta M, Tahara H, Takeyama H, Nakanishi M.
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: 74 号: 14 ページ: 3880-9
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-13-3604
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Telomeric g-tail length and hospitalization for cardiovascular events in hemodialysis patients. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirashio, S., Nakashima, A., Doi, S., Anno, K., Aoki, E., Shimamoto, A., Yorioka, N., Kohno, N., Masaki, T. & Tahara, H.
  • 雑誌名: Clinical journal of the American Society of Nephrology 巻: CJASN 9 号: 12 ページ: 2117-2122
  • DOI: 10.2215/cjn.10010913
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Infection with Porphyromonas gingivalis exacerbates endothelial injury in obese mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ao, M., Miyauchi, M., Inubushi, T., Kitagawa, M., Furusho, H., Ando, T., Ayuningtyas, N.F., Nagasaki, A., Ishihara, K., Tahara, H., Kozai, K. & Takata, T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 10 ページ: e110519-e110519
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0110519
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two distinct modes of ATR activation orchestrated by Rad17 and Nbs1 (2013)
  • 著者名/発表者名: Shiotani B, Nguyen HD, Hakansson P, Marechal A, Tse A, Tahara H, Zou L
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 3(5) 号: 5 ページ: 1651-62
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2013.04.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Introduction of a Single Transporter Gene ABCA3 Directs RLEー6TN to More Type IIーlike Alveolar Epithelial Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Mikihisa Takano, Chieko Yamamoto, Keisuke Sambuichi, Keisuke Oda,Junya Nagai, Akira Shimamoto, Hidetoshi Tahara, and Ryoko Yumoto
  • 雑誌名: MEMBRANE 巻: Vol.38（5） ページ: 246-253
  • 査読あり
• [学会発表] 老化を調節する microRNA の膵臓がん細胞における機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福永 早央里, 塩谷 文章, 嶋本 顕, 田原 栄俊
  • 学会等名: 第37回 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] microRNA による細胞老化誘導機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 佑樹, 塩谷 文章, 嶋本 顕, 田原 栄俊
  • 学会等名: 第37回 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] 老化誘導型核酸医薬の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田原 栄俊
  • 学会等名: 新適塾「未来創薬への誘い」第28回会合
  • 発表場所: 大阪府
  • 年月日: 2014-10-06
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞老化を誘導する microRNA の網羅的スクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 佑樹, 塩谷 文章, 嶋本 顕, 田原 栄俊
  • 学会等名: 平成 26 年度 がん若手研究者ワークショップ
  • 発表場所: 長野県茅野市
  • 年月日: 2014-09-03 – 2014-09-06
• [学会発表] Direct detection of extracellular vesicles and exRNA (2014)
  • 著者名/発表者名: 田原 栄俊
  • 学会等名: 第１回日本細胞外小胞学会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2014-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] 老化を調節する microRNA による膵臓がん抑制機構の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福永 早央里、塩谷 文章、 嶋本 顕、田原 栄俊
  • 学会等名: 第６回日本RNAi研究会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2014-08-28
• [学会発表] 細胞老化を誘導する microRNA の網羅的スクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 佑樹, 塩谷 文章, 嶋本 顕, 田原 栄俊
  • 学会等名: 第６回日本RNAi研究会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2014-08-28
• [学会発表] スペクトル型フローサイトメーター SP6800によるエクソソームの一粒子測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 品末 聡也、岡田 恵、宗岡 美紗、植田 俊樹、佐古 直紀、新田 尚、田原 栄俊
  • 学会等名: 第６回日本RNAi研究会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2014-08-28
• [学会発表] 細胞老化における細胞外小胞エクソソーム分泌の生物学的意義の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田 恵、宗岡 美紗、岡本 沙矢香、二瀬 由宇、塩谷 文章、嶋本 顕、田原 栄俊
  • 学会等名: 第６回日本RNAi研究会
  • 発表場所: 広島市
  • 年月日: 2014-08-28
• [学会発表] 老化誘導型核酸医薬の開発に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 田原 栄俊
  • 学会等名: 「がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動」公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2014-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] 小さな巨人「マイクロRNA」によるがん診断およびがん治療戦略 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田原 栄俊
  • 学会等名: NPO法人国際医科学研究会第８回フォーラム
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2014-06-29
  • 招待講演
• [学会発表] Senescence-associated exosome, the mechanism of secretion and the function (2014)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tahara
  • 学会等名: International Symposium on Extracellular Vesicles for Biomedical Applications, KSEV2014 (Korean Society for ExtracellularVesicles)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2014-05-29 – 2014-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] テロメア・マイクロＲＮＡの検査が切り開くがん診断・治療 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田原 栄俊
  • 学会等名: がんと炎症・代謝研究会 講演会
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2014-05-25
  • 招待講演
• [学会発表] Direct Detection of Exosome by SP6800 Spectral Analyzer (2014)
  • 著者名/発表者名: 品末 聡也
  • 学会等名: CYTO2014
  • 発表場所: フロリダ,U.S.A
  • 年月日: 2014-05-19
• [学会発表] Biogenesis and biological activity of exosomes in replicative senescent cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田 恵
  • 学会等名: ISEV (INTERNATIONAL SOCIETY FOR EXTRACELLULAR VESICLES) 2014
  • 発表場所: ロッテルダム,オランダ
  • 年月日: 2014-05-01
• [学会発表] 老化細胞由来エクソソームの生物学的意義とがん微小環境への影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡田 恵、田原 栄俊
  • 学会等名: がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動 公開シンポジウム
  • 発表場所: 一橋講堂（学術総合センター2F）
• [学会発表] Proteomic analysis of EV in senescence and cancer. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Tahara
  • 学会等名: ISEV Workshop on EV Proteomics and Lipidomics
  • 発表場所: Bio21 Molecular Science and Biotechnology Institute, University of Melbourne, Australia
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of ATR checkpoint pathway at DSB (2013)
  • 著者名/発表者名: 塩谷 文章
  • 学会等名: 第２回DNA損傷応答ワークショップ 浜名湖ミーティング
  • 発表場所: 浜名湖弁天リゾート ジ・オーシャン
• [学会発表] Secretory mechanism and functions of senescence-associated exosomes (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Tahara, M. Okada, M. Muneoka and A. Nakamura
  • 学会等名: ISEV 2013
  • 発表場所: Park Plaza Hotel, Boston, MA USA
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization Of Exosomes Secreted From Senescent Fibroblasts. (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Okada, A. Nakamura, M. Muneoka and H. Tahara
  • 学会等名: ISEV 2013
  • 発表場所: Park Plaza Hotel, Boston, MA USA
• [学会発表] 老化を誘導する核酸抗がん剤にむけた exosome DDSの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田原栄俊
  • 学会等名: 第29回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: 京都テルサ
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞老化によって増加するexosome分泌の機能とメカニズム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 恵、中村 亜由美、宗岡 美紗、藤田 知信、河上 裕、田原 栄俊
  • 学会等名: 第５回日本RNAi研究会
  • 発表場所: グランドプリンスホテル広島
• [学会発表] 老化細胞由来exosomeの分泌メカニズムと生物学的意義の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡田 恵,中村 亜由美,宗岡 美紗,塩谷 文章,嶋本 顕,田原 栄俊
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸国際展示場