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2019 年度 実施状況報告書

がんエクソソームの分泌におけるワールブルグ効果の役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06546
研究機関地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所)

研究代表者

原田 陽一郎  地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 糖鎖オンコロジー部チームリーダー (80464147)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードエクソソーム / がん / ワールブルグ効果 / 糖鎖修飾
研究実績の概要

がん細胞が分泌する「エクソソーム」は、がんの進行を促進する因子である。研究代表者は、がん細胞の糖代謝で重要な「ワールブルグ効果(好気的解糖系)」が、がん由来エクソソーム小胞の分泌に果たす役割を明らかにする目的で、ヘキソキナーゼ (HK) の阻害剤である2-deoxyglucose (2-DG) を用いて細胞を処理した。その結果、がんエクソソームの分泌量が減少することがわかった。しかし、実験に用いたがん細胞に発現する主要なHKをノックダウンしても(HK活性で80%減弱)、がんエクソソームの分泌量は減少しなかった。このことから、2-DGはワールブルグ効果の阻害ではなく、他の経路を阻害する事でエクソソームの分泌を抑制することが示唆された。この点に関して、2-DG処理によって起こる細胞内糖代謝経路の変化を詳細に解析した結果、2-DGはN結合型糖鎖修飾を阻害することによって小胞の分泌を抑制することがわかった。さらに、2-DGによって分泌抑制される小胞内の積荷タンパク質を解析した結果、bona fideエクソソームの積荷タンパク質であるテトラスパニンタンパク質(CD9, CD63, CD81)は変化しないが、Met, Adam10, Lamp1, tyrosinaseなどのタンパク質の分泌が大きく減少した。このことから、2-DGは、N結合型糖鎖修飾を阻害することによって、がん細胞から分泌される非エクソソーム小胞を抑制することがわかった。
この結果を受け、今後、非エクソソーム小胞の分泌制御に関わるN結合型糖鎖修飾酵素の同定を行うとともに、分泌制御機構を明らかにする。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究開始当初、ワールブルグ効果が、がんエクソソームの分泌制御に関わると仮説していた。しかし、予想に反してN結合型糖鎖修飾が非エクソソーム小胞の制御に関わることがわかった。この結果を受け、研究計画を修正し、N結合型糖鎖修飾による非エクソソーム小胞の分泌機構の一端を明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

研究実績の概要に述べたように、研究開始当初の仮説とは異なる結果が出てきたため、今後の研究計画を以下の通り設定する。①非エクソソーム小胞の分泌に関わるN結合型糖鎖修飾酵素の同定;②N結合型糖鎖修飾による非エクソソーム小胞の分泌制御メカニズムの解明。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件)

  • [学会発表] がん細胞が分泌する糖鎖依存性の細胞外小胞の発見とその形成機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      原田 陽一郎、丸山 征郎、谷口 直之
    • 学会等名
      第1回日本癌学会若手の会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外小胞の不均一性とその形成におけるN型糖鎖修飾の役割2019

    • 著者名/発表者名
      原田 陽一郎
    • 学会等名
      第38回日本糖質学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞外小胞の分泌におけるN結合型糖鎖修飾の役割2019

    • 著者名/発表者名
      原田 陽一郎
    • 学会等名
      第92回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖鎖依存的に分泌される細胞外小胞の同定2019

    • 著者名/発表者名
      原田 陽一郎、谷口 直之
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] N-glycosylation regulates the secretion of tumor-derived extracellular vesicles2019

    • 著者名/発表者名
      原田 陽一郎、谷口 直之
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会

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公開日: 2021-01-27  

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