細胞間生命情報伝達を担う新規膜小胞の生物物理化学特性の解明

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細胞が分泌する膜小胞の一種で、細胞内や細胞間の情報伝達を担うエキソソーム/エクソソームは、今やあらゆる分野で注目されている。血液、唾液、尿等の体液中に存在し、非侵襲的に検体を採取でき、有用な情報に富む。がん細胞が分泌するエクソソームには、がん促進因子が含まれる一方、癌細胞以外からのエクソソームにはがん抑制因子が含まれる場合があり、がん治療に役立てる研究が進行している。また、タンパク質やRNAを内包し、細胞の再生や修復を促進可能なため、再生医療分野での活用が進んでいる。細胞間送達機能を薬物送達に利用すれば、薬剤の標的細胞への送達を促進し薬物治療が可能になる。また、化粧品や健康食品、生物学的な研究分野で応用研究が加速している。植物では、成長やストレス応答に関わる情報を含んでおり、植物の育成や病害虫への抵抗力向上に期待されている。しかし、生体由来のエクソソームは多様であり、分離精製法の確立、構造・機能解析の技術面で課題が残されている。エクソソームの分画・調製において、私たちは医学・生物学分野において考慮されていなかった物理化学的ポイントを指摘し、細胞外膜小胞（エクソソーム等）のインタクトな状態での分画・調製法を開発した。また、クライオ電顕法による形態・構造解明を進めるには、それに適した試料調製技術の開発が必要であった。ホーリーグリッドにより支持膜のない中空に観察対象を保持する際、フィッシュネット効果のために、小さな膜小胞の殆どはろ紙によって吸収されてしまうという課題に直面した。この問題を克服するために、撹拌式限外ろ過分離により、膜小胞を大量に調製することを繰り返したところ、膜小胞が開裂して壊れてしまうことが、電顕法による直接観察から明らかとなった。今後、実験データや有用な知見を見直し、より効果的かつ安定したエクソソームの分画・調製法が確立されることが期待される。