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2021 年度 実績報告書

造血器腫瘍における細胞外小胞の動態解析と治療応用

研究課題

研究課題/領域番号 20J01911
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

林 康貴  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, 血液・腫瘍研究部, 特別研究員(SPD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワード細胞外小胞 / 造血器腫瘍 / 間葉系幹細胞
研究実績の概要

造血器腫瘍細胞から分泌されるエクソソームをはじめとする細胞外小胞が、間葉系幹細胞などの標的細胞に取り込まれる機構は明らかになっていない。腫瘍由来のエクソソーム取り込みの詳細な機序の解明により、原因分子を対象として治療応用につながると期待される。本研究では造血器腫瘍由来のエクソソームの生体内における挙動を明らかにすることで治療標的となる骨髄微小環境の分子病態を明らかにし、エクソソーム取り込みメカニズムを利用した標的特異的なドラッグデリバリーシステムの開発を目標としている。
今年度は新しいエクソソーム取込識別システムの開発・導入、腫瘍細胞由来エクソソームの蛋白発現解析に加え、他の骨髄異形成症候群(MDS)モデルを用いた検証及びヒトMDS患者由来エクソソームの詳細な解析を行った。
これまでの我々の知見が、不均一な疾患であるMDS一般に見られるか検討するために他のMDSモデルの解析を行った。当該モデルにおいても骨髄間葉系幹細胞(MSC)の骨芽細胞系列への分化障害、造血支持能の低下を認め、腫瘍由来エクソソームがMSCの機能障害に重要な役割を果たしていることが確認できた。また38例のMDS患者検体、2つのMDSモデルマウス由来エクソソームに含まれるmiRNAの網羅的発現解析を行い、MSCの生存や増殖、骨芽細胞系列への分化に寄与する経路を共通して標的としていることを示した。
エクソソームの動態解析では、取込細胞で蛍光強度が減退する問題を解決するためにCre-loxPを用いた新しい系の導入を進め、検出効率を向上させるために条件検討を行っている。またフローサイトメトリーを用いて、単一粒子レベルでインテグリン等の接着分子発現解析を行った。同一検体由来エクソソームにおいても各粒子により発現は異なり、不均一な集団であることが確認された。そこで接着因子の発現パターンごとに粒子を分類し、解析を進めている。

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

本年度は新しいエクソソーム取込識別システムの開発・導入、腫瘍細胞由来エクソソームの蛋白発現解析に加え、他の骨髄異形成症候群(MDS)モデルを用いた検証及びヒトMDS患者由来エクソソームの詳細な解析を行った。
新たにNUP98-HOXD13モデルの解析を行い、これまでの我々の知見が他のMDSモデルにおいても同様に見られることが確認出来た。またMDS患者検体、複数のMDSモデルマウス由来エクソソームに含まれるmiRNAの網羅的発現解析を行い、MSCの生存や増殖、骨芽細胞系列への分化に寄与する経路を共通して標的としていることを示した。
エクソソーム取込識別システムの開発・導入と検出効率を向上させるための条件検討、エクソソーム表面の接着因子の発現解析も着実に進めており、概ね順調に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

次年度は、エクソソーム取り込み先を規定する因子を同定するための蛋白発現解析において、網羅的発現解析に加えてフローサイトメトリーを用いた単一粒子レベルでの発現解析をすすめる。特にインテグリン等の接着因子の発現パターンごとに粒子を分類し解析を行う。 また従来のエクソソームマーカー(CD63)と蛍光色素の融合蛋白を用いた系において、エクソソーム取込細胞で蛍光強度が減退する問題を克服するために導入したC57BL/6N-Gt(ROSA)26Sor<tm1(CAG-EGFP/tDsRed)Utr>/Rbrcマウスを用い、エクソソーム取り込み細胞の明快な分離と取り込み細胞の詳細な分子生物学的解析を行う。これらの解析から得られたデータをもとに、引き続きエクソソーム取り込み機構の解明と造血器腫瘍由来エクソソームの阻害、ドラッグデリバ リーシステムの開発を行う。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 2021

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

  • [雑誌論文] MDS cells impair osteolineage differentiation of MSCs via extracellular vesicles to suppress normal hematopoiesis2022

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

      Cell Reports

      巻: 39 ページ: 110805~110805

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110805

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Impaired Osteoblastic Differentiation of MSCs Suppresses Normal Hematopoiesis in MDS2021

    • 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

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公開日: 2022-12-28  

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