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2022 年度 実施状況報告書

sPLA2の足場としての細胞外小胞とその生理的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K06577
研究機関東京大学

研究代表者

三木 寿美  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任研究員 (00632499)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード脂質 / ホスホリパーゼA2 / 細胞外小胞 / エクソソーム / miRNA / がん / マクロファージ / 脂質メディエーター
研究実績の概要

細胞外小胞(Extracellular vesicles; EV)は、タンパク質やmiRNAを内包するリン脂質二重膜からなる構造体で、がん細胞から周辺あるいは遠隔の細胞へと輸送されることでがんの増殖や転移に有利な組織微小環境をもたらすことが知られているが、EVの脂質成分の影響については長らく不明であった。申請者はこれまで、生体膜リン脂質を加水分解する分泌性ホスホリパーゼA2(sPLA2)が生理活性脂質 (脂質メディエーター)を動員してがんの制御に関わることを報告してきており、最近sPLA2によるEV膜リン脂質の分解ががん細胞から分泌されるEVの性質を変えてがん病態の制御に関わるという予備知見を得た。本研究では、脂質メディエーターの供給源および運搬装置としてのEVの新たな機能に着目し、EV修飾因子としてのsPLA2の概念の確立を目指す。
本年度は、sPLA2-Xとリンパ腫由来のEVによるレシピエント細胞(マクロファージ)の制御するメカニズムとして、以下のことを見出した。
(1) リンパ腫由来EVをsPLA2-Xで処理した際に産生される主な脂質メディエーター(LPA、RvD2)をsPLA2未処理のEVに補充してマクロファージに作用させると、IL-10などのサイトカイン発現が亢進し、腫瘍随伴マクロファージ様の機能が増強した。
(2) 各脂質メディエーターの受容体阻害剤をマクロファージに作用させ、sPLA2処理したEVの作用を検討した結果、EVによるIL-10産生促進作用がLPA受容体阻害剤の濃度依存的に抑制された。一方、RvD2受容体阻害剤ではその効果は見られなかった。
これらの結果から、EV上で産生された脂質メディエーターは、①EVを運搬体としてレシピエント細胞に効率よく伝達されること、および、②レシピエント細胞上の受容体を介したシグナル伝達に部分的に関与することが明らかとなった。

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

本年度は大きく2つのテーマ、すなわち「EV脂質のsPLA2による分解」および「sPLA2によりEVから産生された脂質メディエーターの機能解析」について研究を進める計画となっている。2つのテーマの内、前者についてはまだ準備段階となっておりやや遅れている状況ではあるが、後者については前述の通り一定の成果を上げることが出来たことを踏まえると、全体としてはおおむね順調に進展していると判断できる。
遅れている側のテーマは、前出のリンパ腫におけるsPLA2-Xの作用に加えて、皮膚がんにおけるsPLA2-IID/-IIFおよび大腸がんにおけるsPLA2-IIIなど、sPLA2の寄与が想定される様々ながんからEVを回収し、当該sPLA2とin vitroで反応させた時の脂質の変動(基質としてのリン脂質の減少と産物としての脂肪酸およびリゾリン脂質の増加)をリピドミクスにより網羅的に分析することを主題としている。この解析には様々ながん細胞種を準備することが重要であり、進捗がやや遅れている原因はその準備が十分に進まなかったことが1つの要因であると思われる。解析に必要な設備や試薬は既に用意が出来ているため、上記問題点を解消すれば進捗状況は全体的により早く進められると考えられる。

今後の研究の推進方策

今後は、以下の項目を重点的に推進する。
[1] 起源の異なるEVに対する各種sPLA2の作用を体系化するとともに、異なるEVで共通して見られる脂質あるいは疾患別のEVの個性を特徴づける脂質を同定する。さらに、sPLA2により遊離された脂肪酸やリゾリン脂質がその場で脂質メディエーターに変換されることがEVの起源に寄らず普遍的であることを証明する。
[2] リゾリン脂質などの脂質メディエーターを人為的に補充したsPLA2未処理のEVがsPLA2処理したEVと同様の形態変化を示すかについて、クライオ電顕や粒度測定計を用いて検討する。
[3] sPLA2-X以外のsPLA2の処理でもEVが小型化・凝集して内包物の輸送効率が変化する可能性について、sPLA2処理前/後のEVとレシピエント細胞におけるmiRNAの標的遺伝子発現の定量PCRを行うことで、レシピエント細胞へのEVの取り込み効率の変化や標的遺伝子の発現への影響を調べる。

次年度使用額が生じた理由

本年度は、年度末に所属研究機関の変更予定があったことから、当初予定していた規模での実験を行うことが難しく、使用予定であった各種消耗品の購入額が減少した。次年度はこれらの研究活動への影響は無くなることから、以降に計画している内容を遂行するには差し支えなく、計画していた各使用内訳に変更はないものとする。
次年度使用額 (726,066円) の使用計画は、消耗品費として以下の通りとする。薬品・試薬類としては、遺伝子関連試薬 [遺伝子工学用酵素 (50千円×8)、PCRプライマー (2千円×20)]、細胞培養試薬 [培地 (1千円×20)、刺激剤 (30千円×3)]、免疫化学関連試薬 [抗体 (30千円×2)、染色用試薬 (10千円×2)]、質量分析関連試薬 [液体クロマトグラフィー関連器具 (20千円×4)、移動相溶媒 (10千円×20)] などの購入を見込み計上する。ガラス器具・プラスチック器具類としては、細胞培養ディッシュ (20千円×2)、遠心管 (20千円×2)、マイクロプレート (20千円×2) などの購入を見込み計上する。

  • 研究成果

    (23件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Chicago/University of Illinois at Chicago(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Chicago/University of Illinois at Chicago
  • [雑誌論文] Organism-Wide Analysis of Sepsis Reveals Mechanisms of Systemic Inflammation2023

    • 著者名/発表者名
      Plaster M, Richey G, Pandey S, Cheronis K, Ueda T, Gruenbaum A, Dudek SM, Stephens M, Murakami M, Chevrier N.
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 2023.01.30 ページ: 526342-526342

    • DOI

      10.1101/2023.01.30.526342

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hepatic phosphatidylcholine catabolism driven by PNPLA7 and PNPLA8 supplies endogenous choline to replenish the methionine cycle with methyl groups2023

    • 著者名/発表者名
      Hirabayashi T, Kawaguchi M, Harada S, Mouri M, Takamiya R, Miki Y, Sato H, Taketomi Y, Yokoyama K, Kobayashi T, Tokuoka SM, Kita Y, Yoda E, Hara S, Mikami K, Nishito Y, Kikuchi N, Nakata R, Kaneko M, Kiyonari H, Kasahara K, Aiba T, Ikeda K, Soga T, Kurano M, Yatomi Y, Murakami M.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 ページ: 111940-111940

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.111940

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Malabaricone C derived from nutmeg inhibits arachidonate 5-lipoxygenase activity and ameliorates psoriasis-like skin inflammation in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukayama I, Kawakami Y, Tamenobu A, Toda K, Maruoka S, Nagasaki Y, Mori Y, Sawazumi R, Okamoto K, Kanzaki K, Ito H, Takahashi Y, Miki Y, Yamamoto K, Murakami M, Suzuki-Yamamoto T.
    • 雑誌名

      Free Radical Biology and Medicine

      巻: 193 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2022.09.028

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lipid profiling reveals the presence of unique lipid mediators in human milk from healthy and mastitic subjects2022

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki Y, Kawai E, Maruoka S, Osumi M, Tsukayama I, Kawakami Y, Takahashi Y, Okazaki Y, Miki Y, Taketomi Y, Yamamoto K, Murakami M, Suzuki-Yamamoto T.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 630 ページ: 84-91

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.09.051

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Segregated functions of two cytosolic phospholipase A2 isoforms (cPLA2α and cPLA2ε) in lipid mediator generation2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami M, Takamiya R, Miki Y, Sugimoto N, Nagasaki Y, Suzuki-Yamamoto T, Taketomi Y.
    • 雑誌名

      Biochemical Pharmacology

      巻: 203 ページ: 115176-115176

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2022.115176

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Group IVE cytosolic phospholipase A2 limits psoriatic inflammation by mobilizing the anti-inflammatory lipid N-acylethanolamine2022

    • 著者名/発表者名
      Liang L, Takamiya R, Miki Y, Heike K, Taketomi Y, Sugimoto N, Yamaguchi M, Shitara H, Nishito Y, Kobayashi T, Hirabayashi T, Murakami M.
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 36 ページ: e22301-e22301

    • DOI

      10.1096/fj.202101958R

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Old but New: Group IIA Phospholipase A2 as a Modulator of Gut Microbiota2022

    • 著者名/発表者名
      Taketomi Y, Miki Y, Murakami M.
    • 雑誌名

      Metabolites

      巻: 12 ページ: 352-352

    • DOI

      10.3390/metabo12040352

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 乳汁のリピドミクス解析と乳腺発達における生理活性脂質合成系酵素の発現動態2023

    • 著者名/発表者名
      丸岡 紗也, 長崎 祐樹, 大角 美穂, 津嘉山 泉, 三木 寿美, 山本 圭, 村上 誠, 山本 登志子
    • 学会等名
      日本農芸化学2022年度大会
  • [学会発表] Comparative profile of free fatty acids and the metabolites between different species and search for the critical enzymes to the lipid composition2022

    • 著者名/発表者名
      Saya Maruoka, Yuki Nagasaki, Erika Kawai, Miho Oosumi, Izumi Tsukayama, Yoshimi Miki, Makoto Murakami, Kei Yamamoto, Toshiko Suzuki-Yamamoto
    • 学会等名
      22nd IUNS-ICN International Congress of Nutrition
    • 国際学会
  • [学会発表] 乾癬時増加する生理活性脂質(NAE)の産生機構と乾癬炎症抑制効果2022

    • 著者名/発表者名
      高宮 里奈, 三木 寿美, 梁 陸伊韻, 村上 誠
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] 細胞質型ホスホリパーゼcPLA2ζは皮膚の適応修復に関わる2022

    • 著者名/発表者名
      長崎 祐樹, 武富 芳隆, 三木 寿美, 安川 賢, 佐伯 和子, 横溝 岳彦, 山本 登志子, 村上 誠
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] sPLA2-Xは腸内細菌叢の調節を介してメタボリックシンドロームを制御する2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤 弘泰, 武富 芳隆, 村瀬 礼美, 三木 寿美, 原 俊太郎, 細見 晃司, 朴 鐘旭, 水口 賢司, 國澤 純, 村上 誠
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] sPLA2による修飾による細胞外小胞の新機能とリンパ腫発生における意義2022

    • 著者名/発表者名
      幸谷 愛, 工藤 海, 三木 寿美, 村上 誠
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] 肝細胞由来細胞外小胞はリゾリン脂質を介して炎症収束を誘導する2022

    • 著者名/発表者名
      中山 駿矢, 中本 泰, 紙屋 光佑, 三木 寿美, 白石 良樹, 伊藤 洋子, 浅野 浩一郎, 村上 誠, 幸谷 愛
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] EBV陽性リンパ腫における細胞外小胞脂質の修飾を介した新規発がん機序の解明2022

    • 著者名/発表者名
      工藤 海, 三木 寿美, 村上 誠, 幸谷 愛
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] 表皮分泌性ホスホリパーゼA2代謝経路は創傷治癒を改善する2022

    • 著者名/発表者名
      谷口 晴菜, 重永 章, 福田 朱里, 犬伏 穂南, 天野 智仁, 箱井 春香, 三木 寿美, 村上 誠, 山本 圭
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] Lipid profiling reveals the presence of unique lipid mediators in human milk from healthy and mastitic subjects2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nagasaki, Erika Kawai, Saya Marukoka, Miho Osumi, Izumi Tsukayama, Yuka Okazaki, Yoshimi Miki, Kei Yamamoto, Makoto Murakami, Toshiko Suzuki-Yamamoto
    • 学会等名
      17th International Conference on Bioactive Lipids in Cancer, Inflammation and Related Diseases 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Inhibition of arachidonate 5-lipoxygenase and amelioration of psoriasis-like skin symptoms by malabaricone C derived from nutmeg2022

    • 著者名/発表者名
      Izumi Tsukayama, Yuki Kawakami, Asako Tamenobu, Saya Maruoka, Yoshimi Miki, Makoto Murakami, Toshiko Suzuki-Yamamoto
    • 学会等名
      17th International Conference on Bioactive Lipids in Cancer, Inflammation and Related Diseases 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Loss of MPAN-associated C19orf12 causes alteration of lipid metabolism and autophagosome-lysosome trafficking in Drosophila2022

    • 著者名/発表者名
      Miura, Taku Hatano, Yuzuru Imai, Nobutaka Hattori
    • 学会等名
      8th International Symposium on NBIA(Neurodegeneration with Brain Iron Accumulation)
    • 国際学会
  • [学会発表] sPLA2-IIF の二次産物であるアセタール型リゾプラズマローゲンは創傷治癒を改善する2022

    • 著者名/発表者名
      福田 朱里, 重永 章, 谷口 晴菜, 犬伏 穂南, 天野 智仁, 三木 寿美, 村上 誠, 山本 圭
    • 学会等名
      第64回日本脂質生化学会
  • [学会発表] PLAAT1 Deficiency Alleviates High Fat Diet-Induced Hepatic Lipid Accumulation in Mice2022

    • 著者名/発表者名
      S.M. Khaledur Rahman, Toru Uyama, Zahir Hussain, Mohammad Mamun Sikder, Hiroyuki Saiga, Kenichi Ota, Katsuaki Hoshino, Masaki Ueno, Yoshimi Miki, Makoto Murakami, Natsuo Ueda
    • 学会等名
      第68回日本生化学会中国・四国支部例会
  • [備考] ホームページ: 東京大学大学院医学系研究科 疾患生命工学センター 健康環境医工学部門 (村上研)

    • URL

      https://lmmhs.m.u-tokyo.ac.jp/

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公開日: 2023-12-25  

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