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2023 年度 実績報告書

脳血管-神経ユニット・胎盤エクソソーム輸送系を軸とした胎盤-脳連関機構解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 22H02970
配分区分補助金
研究機関徳島大学

研究代表者

立川 正憲  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (00401810)

研究分担者 船本 健一  東北大学, 流体科学研究所, 准教授 (70451630)
吉田 あつ子  徳島大学, 病院, 講師 (70793181)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワード血液脳関門 / 細胞外小胞 / 輸送系
研究実績の概要

本研究は、ヒト血液脳関門(Blood-Brain Barrier, BBB)における胎盤合胞体性栄養膜細胞が分泌する細胞外小胞輸送の仕組みを解明することを目的とした。これまでにヒトBBBに発現する一部のウイルス受容体が胎盤由来細胞外小胞の取り込みに関与することを示唆する結果を見出している。同定したウイルス受容体は、受容体やトランスポーターなどの輸送体と複合体を形成し、輸送体の局在性や輸送機能を制御している。そこで本年度は、Biotinylation by Antibody Recognition (BAR)法を用いて、ヒトBBB細胞におけるウイルス受容体と複合体を形成する輸送体群を同定し、胎盤由来細胞外小胞の取り込みに関与する分子実体を探索することを目指した。BAR法を用いて、ヒトBBB細胞におけるウイルス受容体に近接する膜タンパク質をビオチン標識し、ビオチン化タンパク質をプロテオミクス解析した。ウイルス受容体欠損BBB細胞と比較して、コントロールBBB細胞において、ビオチン化タンパク質の存在量が10倍以上有意に高い細胞膜タンパク質を90分子同定した。STRING Network解析の結果、同定した90分子の内39分子は、ウイルス受容体と相互作用することが報告されており、その中には、インテグリンや、カベオリン、モノカルボン酸トランスポーター(MCT1, MCT4)が含まれていた。ウイルス受容体複合体の候補分子90種類の中からエンドサイトーシス活性を持つ膜タンパク質について、中和抗体や阻害剤を用いて、胎盤由来細胞外小胞の取り込みを評価したところ、一部の膜タンパク質について、胎盤由来細胞外小胞の取り込み活性が有意に減少した。以上から、ヒトBBBにおける胎盤由来細胞外小胞輸送の分子実体を同定することができた。

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

Biotinylation by Antibody Recognition (BAR)法を用いることで、ヒトBBBにおける胎盤由来細胞外小胞輸送に関わる分子の候補を同定した。当初計画の通り、ヒトBBBにおける胎盤細胞が分泌する細胞外小胞輸送の仕組みの解明に進展が見られた。

今後の研究の推進方策

同定した輸送体候補分子の細胞外小胞の取込みにおける寄与を明らかにするために、ゲノム編集の専門家に技術的な支援を仰ぐ。デバイス内に神経細胞を導入する新規基盤技術を確立することで、 胎盤由来細胞外小胞の血液脳関門透過過程だけでなく、脳実質細胞への取込み過程を含めた輸送経路を可視化する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] ヒト胎盤絨毛細胞から分泌される細胞外小胞の特性とヒト脳微小血管内皮細胞への取り込み機構2024

    • 著者名/発表者名
      佐野陽乃里、山本圭、稲垣舞、三木寿美、髙塚雅貴、立川正憲
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
  • [学会発表] 胎盤-脳連関機構に立脚したヒト血液脳関門・細胞外小胞輸送システムの解明2023

    • 著者名/発表者名
      立川正憲、稲垣舞
    • 学会等名
      第44回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] フローサイトメトリーと超解像度顕微鏡を用いたヒト脳血管内皮細胞における胎盤由来細胞外小胞の取込み特性と細胞内局在性解析2023

    • 著者名/発表者名
      髙塚雅貴、稲垣舞、立川正憲
    • 学会等名
      第62回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
  • [学会発表] Biotinylation by Antibody Recognition法を用いたヒト脳血管内皮細胞におけるCD147-膜輸送体複合体の分子実体解明2023

    • 著者名/発表者名
      平沢介、茂谷康、稲垣舞、小迫英尊、立川正憲
    • 学会等名
      日本薬剤学会第38年会
  • [学会発表] Decoding, Building, and Manipulating of the Human Blood-Brain Barrier: Perspectives on Brain-targeting Drug Delivery Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Masanori Tachikawa
    • 学会等名
      43rd Pharmacological and Therapeutic Society of Thailand Meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characteristics of placenta-derived extracellular vesicles (pEVs) at the human blood-brain barrier2023

    • 著者名/発表者名
      Masanori Tachikawa, Mai Inagaki, Kenichi Funamoto, Hinori Sano, Eisuke Nakano, Miku Inai, Momoko Sato, Yuka Sakamaki
    • 学会等名
      The Cerebral Vascular Biology, CVB 2023 meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Placenta-derived Extracellular Vesicles: their unique characteristics of the Blood-Brain Barrier (BBB) transport2023

    • 著者名/発表者名
      Masanori Tachikawa, Mai Inagaki, Hinori Sano, Momoko Sato, Hidetaka Kosako, Kenichi Funamoto
    • 学会等名
      25th Symposium Signal Transduction at the Blood-Brain Barriers
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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