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

2023 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 vesicles / ganglioside / GD3 / cancer / melanoma / integrin

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、腫瘍細胞の増殖能や浸潤能、転移形成等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細胞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の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、エクソソームの標的細胞への作用解析を行い、興味深い結果を得た。

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。また、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。さらに、エクソソームの標的細胞の悪性形質増強作用の解析を行い、興味深い結果を得られたため。

Strategy for Future Research Activity

前述で明らかとなった分子群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の解析を進める。

Causes of Carryover

今年度、使用を見込んでいた試薬等の入手が困難となり、来年度使用予定となったため。

Research Products

• [Journal Article] Possible regulation of ganglioside GD3 synthase gene expression with DNA methylation in human glioma cells (2023)
  • Author(s): Yamamoto Yurie、Higashimoto Ken、Ohkawa Yuki、Soejima Hidenobu、Kaneko Kei、Ohmi Yuhsuke、Furukawa Keiko、Furukawa Koichi
  • Journal Title: Glycoconjugate Journal Volume: 40 Pages: 323～332
  • DOI: 10.1007/s10719-023-10108-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Extracellular vesicles released from ganglioside GD2-expressing melanoma cells enhance the malignant properties of GD2-negative melanomas (2023)
  • Author(s): Yesmin Farhana、Furukawa Keiko、Kambe Mariko、Ohmi Yuhsuke、Bhuiyan Robiul Hasan、Hasnat Mohammad Abul、Mizutani Momoka、Tajima Orie、Hashimoto Noboru、Tsuchida Akiko、Kaneko Kei、Furukawa Koichi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Pages: -
  • DOI: 10.1038/s41598-023-31216-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Roles of Ganglioside GD3-containing Extracellular Vesicles in Melanoma Cells. (2023)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Akiko Tsuchida, Yesmin Farhana, Mohammad A. Hasnat, Momoka Mizutani, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul Bhuiyan, Orie Tajima,Koichi Furukawa, Keiko Furukawa.
  • Organizer: Glyco26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Function Analysis of Glioma Cell-derived Exosomes in Malignant Properties of Gliomas. (2023)
  • Author(s): Mohammad Abul Hasnat, Qi Li, Yuhsuke Ohmi, Yukika Sugiura, Farhana Yesmin, Robiul Hasan Bhuiyan, Kei Kaneko, Momoka Mizutani, Yoshiyuki Kawamoto, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • Organizer: Glyco26
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Crucial roles of glioma cell-derived exosomes in driving the malignancy of gliomas. (2023)
  • Author(s): Mohammad Abul Hasnat, Qi Li, Yuhsuke Ohmi, Yukika Sugiura, Farhana Yesmin, Robiul H. Bhuiyan, Kei Kaneko, Orie Tajima, Momoka Mizutani, Yoshiyuki Kawamoto, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • Organizer: 第42回日本糖質学会年会
• [Presentation] Function analysis of EVs released from glycolipid-modified melanomas. (2023)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Akiko Tsuchida, Yesmin Farhana, Mohammad A. Hasnat, Momoka Mizutani, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul Bhuiyan, Yuki Ohkawa, Orie Tajima, Koichi Furukawa, Keiko Furukawa.
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Function Analysis of Glioma Cell-derived Exosomes in the Enhancement of Malignant Properties of Gliomas. (2023)
  • Author(s): Mohammad Abul Hasnat, Qi Li, Yuhsuke Ohmi, Yukika Sugiura, Farhana Yesmin, Robiul H. Bhuiyan, Kei Kaneko, Momoka Mizutani, Yoshiyuki Kawamoto, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 糖鎖改変メラノーマ細胞由来の細胞外分泌小胞の癌形質制御機能. (2023)
  • Author(s): Kei Kaneko, Yuhsuke Ohmi, Mariko Kambe, Akiko Tsuchida, Yesmin Farhana, Mohammad A. Hasnat, Momoka Mizutani, Yoko Kitaura, Takako Ito, Robiul Bhuiyan, Orie Tajima,Koichi Furukawa, Keiko Furukawa
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会
• [Presentation] Crucial roles of Glioma Cell-derived Exosomes in the Malignant Properties of Gliomas. (2023)
  • Author(s): Mohammad Abul Hasnat, Qi Li, Yuhsuke Ohmi, Yukika Sugiura, Farhana Yesmin, Robiul H. Bhuiyan, Kei Kaneko, Momoka Mizutani, Yoshiyuki Kawamoto, Keiko Furukawa, Koichi Furukawa.
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会
• [Presentation] ガングリオシドGD2を発現するマウス乳癌細胞の悪性形質の解析. (2023)
  • Author(s): 水谷 百花, 大海 雄介, イエスミン ファルハナ, 赤堀 泰, 藤原 弘, ハスナット モハンマド アブル, 金子 慶, 神戸 真理子, 田島 織絵, ブイヤン ロビウル ハサン, 古川 圭子, 古川 鋼一.
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会
• [Presentation] アストロサイトに対するグリオーマ由来エクソソーム上のガングリオシドの機能解析. (2023)
  • Author(s): 大海 雄介, 小柳 宏華, 北浦 洋子, 伊藤 多佳子, 佐藤 詩歩, 金子 慶, 神戸 眞理子, 田島 織絵, モハンマド ハスナット A , 古川 圭子, 古川 鋼一.
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会