exosome機能に重要な分子は何か？：糖鎖改変細胞を用いたexosome解析

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K15493
• Research Institution: Chubu University
• Principal Investigator: 金子 慶 中部大学, 生命健康科学部, 助手 (90838335)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: exosome / extracellular vesicle / ganglioside / GD3 / cancer / melanoma / がん / 糖鎖

Outline of Annual Research Achievements

エクソソームは、腫瘍の増殖や転移に深く関与しているものの、その生理的、病理的な機能の詳細はほとんどが不明である。また、シアル酸含有糖脂質であるガングリオシドは、腫瘍の増殖能や浸潤能、転移形成の悪性形質に大きく関与している。
本研究の目的は、ガングリオシド組成を改変した細胞を用いて、腫瘍細胞や正常細胞、即ち腫瘍の微小環境に対する腫瘍由来エクソソームにおけるガングリオシドの作用の詳細を明らかにすることである。
最初に、ガングリオシドGD3欠損細胞/GD3強制発現細胞の細胞培養液上清より回収したエクソソーム構成分子の発現レベルをウェスタンブロッティング法により比較した。まず、エクソソームマーカーであるCD63やTSG101などの分子がGD3強制発現細胞由来エクソソームに多く含まれていた。また、細胞接着分子であるインテグリンの多くのサブユニットがGD3強制発現細胞由来のエクソソームにおいて高いレベルで発現していることが明らかとなった。さらに、GD3欠損細胞にGD3強制発現細胞由来のエクソソームを添加して培養すると、細胞内シグナルの活性化が見られた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

エクソソームマーカーやインテグリンサブユニットの多くがGD3発現細胞由来エクソソームにおいてGD3欠損細胞由来のエクソソームと比較して高発現していることが明らかになった。さらに、GD3強制発現細胞由来のエクソソームがメラノーマの細胞内シグナルを活性化することを明らかにした。これらは新たな発見であるため。

Strategy for Future Research Activity

上記で明らかとなった分子のエクソソームにおける機能や、ガングリオシドとのクラスター形成の有無を明らかにする。

Causes of Carryover

今年度使用額内で発注をしたにもかかわらず、納品に遅延が生じ次年度の請求になったため。

Research Products

• [Journal Article] St8sia1-deficiency in mice alters tumor environments of gliomas, leading to reduced disease severity (2021)
  • Author(s): Zhang, P., Ohkawa, Y., Yamamoto, S., Momota, H., Kato, A., Kaneko, K., Natsume, A., Farhana, Y., Ohmi, Y., Okajima, T., Bhuiyan, R.H., Wakabayashi, T., Furukawa, K., Furukawa, K.
  • Journal Title: Nagoya J Med Sci. Volume: 83(3) Pages: 535-549
  • DOI: 10.18999/nagjms.83.3.535.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ganglioside GD2 Enhances the Malignant Phenotypes of Melanoma Cells by Cooperating with Integrins (2021)
  • Author(s): Yesmin, F., Bhuiyan, R.H., Ohmi, Y., Yamamoto, S., Kaneko, K., Ohkawa, Y., Zhang, P., Hamamura, K., Cheung, N-K.V., Kotani, N., Honke, K., Okajima, T., Kambe, M., Tajima, O., Furukawa, K., Furukawa, K
  • Journal Title: Int J Mol Sci. Volume: 31;23(1) Pages: 423.
  • DOI: 10.3390/ijms23010423.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Changes of integrins in glycolipid-modified melanoma-derived exosomes. (2021)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Qi Li, Yesmin Farhana, Satoko Yamamoto, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul H. Bhuiyan, Orie Tajima, Koichi Furukawa, Keiko Furukawa
  • Organizer: 日本癌学会学術総会
• [Presentation] がん由来エクソソーム上に発現するガングリオシドのがん微小環境への影響 (2021)
  • Author(s): 大海雄介、Li Qi、山本聡子、北浦洋子、伊藤多佳子、佐藤詩歩、金子 慶、神戸眞理子、イエスミン ファーハナ、田島織絵、モハンマド A ハスナット、古川圭子、古川鋼一
  • Organizer: 第40回日本糖質学会年会
• [Presentation] Elucidation of unique function of ganglioside GD2 and its action mechanisms in human melanoma. (2021)
  • Author(s): Yesmin F, Robiul H. Bhuiyan、Yuhsuke Ohmi、 Momoka Horiuchi、Tetsuya Okajima、Satoko Yamamoto、Kei Kaneko、Keiko Furukawa、Koichi Furukawa
  • Organizer: 第40回日本糖質学会年会 鹿児島
• [Presentation] ヒトグリオーマ細胞由来エクソソームの機能解析 (2021)
  • Author(s): 大海雄介、Li Qi、山本聡子、北浦洋子、伊藤多佳子、金子 慶、神戸眞理子、イエスミン ファーハナ、田島織絵、モハンマド A ハスナット、古川圭子、古川鋼一
  • Organizer: 第8回日本細胞外小胞学会学術集会
• [Presentation] ガングリオシド改変メラノーマ細胞由来EVsにおけるintegrin の発現パターンとがん形質機能の解析 (2021)
  • Author(s): 金子 慶、大海雄介、神戸真理子、ファーハナ イエスミン、山本聡子、北浦洋子、伊藤多佳子、田島織絵、古川鋼一、古川圭子
  • Organizer: 第8回日本細胞外小胞学会学術集会
• [Presentation] Ganglioside GD2 enhances malignant properties of melanoma by co-operating with integrin. (2021)
  • Author(s): Farhana Yesmin、Robiul H. Bhuiyan、Yuhsuke Ohmi、Momoka Horiuchi、Tetsuya Okajima、Satoko Yamamoto、Kei Kaneko、Keiko Furukawa、Koichi Furukawa
  • Organizer: 第8回日本細胞外小胞学会学術集会
• [Presentation] Expression pattern of integrins in ganglioside-remodeling melanoma EVs (2021)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Qi Li, Hiroaki Kitasawa, Yesmin Farhana, Satoko Yamamoto, Yoko Kitaura, Takako Ito, Orie Tajima, Koichi Furukawa and Keiko Furukawa
  • Organizer: International society for extracellular vesicles 2021
  • Int'l Joint Research