Biochemical characterisation of GPMVs and their application to biofunctional materials.

GPMV 的生化表征及其在生物功能材料中的应用。

• 批准号: 19J20051
• 负责人: 岡田 咲耶
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J20051/
• 关键词: 細胞外ベシクル; Extracellular vesicle; エクソソーム; Exosome; Drug delivery system; DDS; Glycosidase; Doxorubicin; 細胞外小胞; extracellular vesicles; exosome; drug delivery system; ケミカルバイオロジー; シアリダーゼ; Extracellular vesicles; ブレッビング; 膜ブレッブ; ベシクル化; ドラッグデリバ

細胞外小胞extracellular vesicles（EVs）の中で最も大型であるgiant plasma membrane vesicles（GPMVs）については、膜表面の脂質やタンパク質の集合・離散に関する解析は進んでいるものの、構造や生理機能を詳細に解析した研究事例は少ない。仮に、GPMVsの大きな体積を活用して、多量の生体高分子や細胞小器官を内部に含有させることができれば、質・量ともに多くの物質を輸送できる新しい薬物送達システム（DDS）の構築も夢ではない。私は、GPMVsの応用ポテンシャルの高さに魅力を感じ、GPMVsに関する研究を行なっている。私は、これまでにScott によって報告されたparaformaldehydeを用いたGPMVsの誘導方法を改変し、約200倍の誘導効率を誇る調製法を確立した（Okada et al. 2020）。また、調整したGPMVsについて、網羅的な解析を行い、構造を推定することで基礎的な知見を蓄積した（Okada et al. 2018）。さらに、精製した大型膜ベシクルを培養細胞へ効率よく取り込ませる条件を検討した結果、受容細胞を糖鎖分解酵素（α2-3,6,8 neuraminidase、PNGase F）で事前に処理し、シアル酸を含む糖鎖状態を変えることで、相互作用を高められることを見出した（Okada et al. 2021）。これらの成果を元に、GPMVsのDDSへの応用を検討した結果、抗がん剤doxorubicinを内部に濃縮した大型膜ベシクルと糖鎖処理を施した細胞を共培養した結果、細胞死が誘導されたことから、大型膜ベシクルを介して細胞に薬剤を送達し、効率よく作用させられることが示唆された（論文投稿中）。本研究の研究成果は、大型膜ベシクルを基礎バイオロジーおよび保健医療の研究分野で活用できる可能性を期待させる。

Among the largest extracellular vesicles (EVs), giant plasma membrane vesicles (GPMVs) are the most important ones. There are few examples of detailed analysis of lipid and membrane surface components. In addition, GPMVs have a large volume, a large amount of biological polymers and small organs, and a large number of substances are transported in a variety of ways. Research on the use of personal and GPMVs in the field of high attractiveness Scott reported that the induction method for GPMVs was modified and the induction efficiency was established by about 200 times (Okada et al. 2020). GPMVs are adjusted, analyzed, constructed, and accumulated (Okada et al. 2018). In addition, the conditions for the efficiency of cultured cells were investigated. The results showed that the cells were subjected to pretreatment with glycosyllocases (α2-3,6,8 neuraminidase, PNGase F), and the interaction between glycosyllocases and glycosyllocases was high (Okada et al. 2021). The results of this study include: (1) the application of DDS in GPMVs;(2) the concentration of doxorubicins in the interior of GPMVs;(3) the application of sugar lock treatment;(4) the co-culture of cells;(5) the induction of cell death;(6) the application of DDS in GPMVs;(7) the application of sugar lock treatment;(8) the application of GPMVs; and (9) the application of GPMVs. The research results of this study are expected to be used in the field of large-scale membrane research.

项目成果

化学物質および酵素処理による大型細胞外小胞の取り込み促進

通过化学和酶处理促进大细胞外囊泡的摄取

• 发表时间: 2020
• 作者: 岡田咲耶;斉藤寿仁;Saya Okada;岡田 咲耶;岡田 咲耶
• 通讯作者: 岡田 咲耶

化学物質による細胞膜と細胞外小胞の動態操作及びその分子理論

化学物质对细胞膜和细胞外囊泡的动态调控及其分子理论

• 发表时间: 2020
• 作者: 岡田咲耶;斉藤寿仁;Saya Okada;岡田 咲耶
• 通讯作者: 岡田 咲耶

大型膜べシクルによる細胞膜リモデリングと細胞機能の拡張と強化

大膜囊泡的细胞膜重塑和扩张以及细胞功能的增强

• 发表时间: 2021
• 作者: 岡田咲耶;斉藤寿仁
• 通讯作者: 斉藤寿仁

Basic structure and cytocompatibility of giant membrane vesicles derived from paraformaldehyde-exposed human cells.

来自多聚甲醛暴露的人体细胞的巨膜囊泡的基本结构和细胞相容性。

• DOI: 10.1093/jb/mvab144
• 发表时间: 2021
• 期刊: The Journal of Biochemistry
• 作者: Saya Okada;Yuta Fukai;Yuki Tanoue;Hesham Nasser;Takaichi Fukuda;Terumasa Ikeda;Hisato Saitoh
• 通讯作者: Hisato Saitoh

Chemica manipulation to facilitate membrane blebbing and vesicle shedding in the cellular cortex.

化学操作促进细胞皮层中的膜起泡和囊泡脱落。

• DOI: 10.1007/s10529-020-02848-7
• 发表时间: 2020
• 期刊: Biotechnology Letters.
• 作者: Saya Okada;Yuta Fukai;Fumiya Yoshimoto;Hisato Saitoh
• 通讯作者: Hisato Saitoh