Exosome-mediated muscle atrophy and new therapeutic approaches for cancer cachexia

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03516
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: KANAYAMA Hiroomi 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (10214446)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 二川 健 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (20263824) ; 津田 惠 徳島大学, 病院, 特任助教 (30769188) ; 尾崎 啓介 徳島大学, 病院, 医員 (30814157) ; 布川 朋也 徳島大学, 病院, 講師 (70564342)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: がん悪液質 / エキソソーム / 筋細胞内代謝

Outline of Final Research Achievements

We identified candidate miRNA that may cause skeletal muscle atrophy based on miRNA analysis of exosomes derived from pro-cachectic cancer cells. The inhibitor of the candidate miRNA could rescue the myotube atrophy. As the targets of the miRNA contain components of mitochondrial OXPHOS, we assessed the expressions of mitochondrial OXPHOS in myotube and confirmed that the cancer-derived exosomes lead to the decreased expression of mitochondrial OXPHOS. This result is consistent with metabolic changes in the citric acid cycle, suggesting that mitochondrial metabolic changes induced by cancer cell-derived exosomes may contribute to lipotoxicity due to excessive fatty acid oxidation.

Free Research Field

泌尿器がん

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

長年にわたり悪液質に対して炎症性サイトカインを標的として開発が進められてきたが、有効な治療法は確立されていない。我々は、治療標的となりうる新たな仲介分子としてエキソソームに着目した。エキソソームにより筋細胞の萎縮が認められること、さらに筋細胞内代謝変化が生じていることを示したことは、炎症性サイトカイン以外の仲介分子により筋細胞内の代謝変化が引き起こされることによる筋萎縮が起こることを示しており高い学術的意義を有する。また、この研究成果は、がん悪液質における筋萎縮に対する治療に新たなアプローチを可能にするものであり高い社会的意義を有する。