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2022 年度 実施状況報告書

持続的な培地回収システムを用いた高機能エクソソームの探索と薬物送達への応用

研究課題

研究課題/領域番号 22K19384
研究機関静岡県立大学

研究代表者

小出 裕之  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (60729177)

研究分担者 奥 直人  帝京大学, 薬学部, 教授 (10167322)
疋田 智也  愛知県がんセンター(研究所), 腫瘍制御学分野, 主任研究員 (20600935)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワードエクソソーム / ナノ粒子 / 取り込み / 薬物送達
研究実績の概要

本研究ではエクソソームを分泌する親細胞として、発光酵素(N-luciferase (N-luc))が遺伝子導入されたヒト前立腺がん(PC-3)細胞株を用いた。PC-3細胞を播種してから48時間連続培養後に回収した培地(コントロール)、培地循環装置を用いて細胞播種から2日間連続で回収した培地を精製し、エクソソームを得た。回収したエクソソームについて、動的光散乱法により粒子径を測定した。その結果、両システムにより精製したエクソソームの粒子径は300 nm以下であり、粒子径に差は見られなかった。ウェスタンブロット法によりエクソソームのマーカータンパク質であるCD63の発現を検討した結果、コントロールだけでなく、新システムにより回収したエクソソームにおいてもCD63タンパク質の発現が確認された。これらの結果より、回収した粒子がエクソソームであることが示唆された。また、回収したエクソソームのN-luc由来の発光量をレポーターアッセイにより測定した。その結果、発光量とCD63の発現量に相関があり、エクソソームがN-lucにより発光標識できていることが確認された。次に、エクソソームの細胞内への取り込み実験のために親細胞播種時の細胞数、受容細胞の播種数、エクソソームの添加量、受容細胞の種類を検討した。そして、決定した条件を元に両エクソソームをPC-3細胞へ添加し、その24時間後に細胞の発光強度を測定することで取り込み率を算出した。その結果、通常培養により回収したエクソソームと比較して、Day1、Day2いずれも細胞内への取り込み率が有意に増加していた。以上より、細胞培養中にエクソソームを持続的に回収することで、これまでとは異なる性質のエクソソームが回収可能であることが示唆された。

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、培地の持続回収によりえられたエクソソームを用いることで、通常培養によりえられたエクソソームと比較して、細胞への取り込み量が向上するなどの結果などが得られており、徐々にこれまでのエクソソームとの違いが明らかになってきている。そのため、概ね順調に進展していると考えれられる。

今後の研究の推進方策

昨年度は、持続回収した培地より精製エクソソームが通常培養から精製したエクソソームと比較して細胞への取り込み量が向上することを明らかにした。本年度は、昨年度取得したデータの再現性を取るとともに、エクソソームの機能の違いを検討する。具体的には、回収したエクソソームを細胞に添加することで、細胞増殖に与える影響を明らかにする。また、昨年度はエクソソームの取り込み量が向上したことから、エクソソームの表面に発現している膜タンパク質の発現量が異なる可能性がある。そこで、エクソソームのマーカーであるCD63などの発現量をウェスタンブロットにより検討する。その後、回収したエクソソームに抗がん剤を内封することで、エクソソームを用いた薬物送達に応用していく。

次年度使用額が生じた理由

新型コロナウィルスや半導体不足などで試薬の納入や消耗品の納品に想定よりも時間がかかってしまったため。未消化の金額が生じてしまった。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Increasing the siRNA knockdown efficiency of lipid nanoparticles by morphological transformation with the use of dihydrosphingomyelin as a helper lipid2023

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Masahiro、Yonezawa Sei、Furan Song、Nitta Chiori、Maeda Noriyuki、Tomita Koji、Yokouchi Ayano、Koide Hiroyuki、Asai Tomohiro
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1039/d3bm00068k

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Treatment of PTEN-Null Breast Cancer by a Synthetic Lethal Approach Involving PARP1 Gene Silencing2023

    • 著者名/発表者名
      Asai Tomohiro、Yokota Masafumi、Isomura Hideki、Koide Hiroyuki、Sakurai Naoyuki、Okamoto Ayaka、Ando Hidenori、Dewa Takehisa、Oku Naoto
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical Sciences

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1016/j.xphs.2023.02.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cooling-induced, localized release of cytotoxic peptides from engineered polymer nanoparticles in living mice for cancer therapy2023

    • 著者名/発表者名
      Koide Hiroyuki、Saito Kazuhiro、Yoshimatsu Keiichi、Chou Beverly、Hoshino Yu、Yonezawa Sei、Oku Naoto、Asai Tomohiro、Shea Kenneth J.
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 355 ページ: 745~759

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2023.02.020

    • 査読あり
  • [学会発表] 消化管で標的分子を吸着するナノ掃除機の開発2022

    • 著者名/発表者名
      小出 裕之
    • 学会等名
      第2回BVAバイオインターフェース
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内で標的分子を吸着する多官能性ナノ粒子製剤の開発と疾患治療への応用2022

    • 著者名/発表者名
      小出 裕之
    • 学会等名
      日本薬剤学会第37年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂凍結融解技術を駆使した核酸・タンパク質送達方法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      小出 裕之、米澤 正、出羽 毅久、奥 直人、浅井 知浩
    • 学会等名
      第38回日本DDS学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 血液中で標的分子を中和するポリマーリガンド修飾リポソームの開発2022

    • 著者名/発表者名
      小出裕之、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      第71回高分子討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] 消化管で標的分子を吸着する機能性ナノ粒子開発2022

    • 著者名/発表者名
      小出 裕之
    • 学会等名
      第27回創剤フォーラム若手研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 敗血症治療を可能とする合成高分子ナノ粒子開発2022

    • 著者名/発表者名
      小出 裕之
    • 学会等名
      第17回ナノ・バイオメディカル学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 凍結融解による簡便なタンパク質内封リポソームの調製とタンパク質の細胞内送達への応用2022

    • 著者名/発表者名
      平田真也、小出裕之、落合広樹、鈴木ひかる、出羽毅久、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      日本薬剤学会第37年会
  • [学会発表] 温度に応答して標的分子を吸着・放出する多官能性ナノ粒子の開発とがん治療への応用2022

    • 著者名/発表者名
      山口和馬、小出裕之、齊藤和弘、星野 友、奥 直人、浅井知浩
    • 学会等名
      遺伝子・デリバリー研究会第20回夏期セミナー
  • [学会発表] 経口投与されたポリマーナノ粒子の体内動態に影響を与える因子の模索2022

    • 著者名/発表者名
      安野 豪、小出裕之、米澤 正、浅井知浩
    • 学会等名
      第71回高分子討論会

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公開日: 2023-12-25  

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