エクソソームと受容細胞エンドソームとの膜融合機構を導入した人工エクソソーム創製

创建人工外泌体，在外泌体和受体细胞内体之间引入膜融合机制

• 批准号: 22H02754
• 负责人: 加藤 くみ子
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02754/
• 关键词: 細胞外小胞; リポソーム; 物性; エクソソーム

本研究は、エクソソームを含む細胞外小胞の効率的な細胞質送達効率に着目し、エンドソーム膜との膜融合に必須となる、エクソソームを含む細胞外小胞の構成因子を明らかにするとともに、そのエッセンスを導入した人工エクソソームを創製することを目的としている。本年度は、エクソソームとエンドソーム膜との膜融合を評価できるシステムを構築した。受容細胞へのエンドサイトーシス以降の、エンドソームとの膜融合現象に焦点を当てるため、まずは無細胞系で解析を進めた。エンドソームはライソゾームへの成熟に伴い弱酸性環境になる。エンドソーム膜は、ライソゾームに成熟するまでの過程で脂質組成がダイナミックに変わることが知られており、コレステロールの減少、セラミドの増加、酸性脂質であるリゾビスフォスファチジン酸（BMP）の増加など、細胞膜とは異なる性質を有している。本研究課題では、これらの点に着目し、エンドソームのモデルであり、確実にエクソソームとの膜融合が検出可能なFRETリポソームを作製した。ヒト肝癌由来細胞株（HepG2細胞）培養液から回収・精製したエクソソームを用い、FRETリポソームで用いる脂質の検討、粒子径、エクソソームとの混合比等を検討し膜融合能が最大となるように最適化した。pHが弱酸性下の方が中性下より膜融合能は大きく、生理的環境を反映していた。最適化したFRETリポソームは、エンドソームの主要な膜構成脂質と同様の脂質組成を有していた。また、エクソソームを模倣したモデルリポソームとエクソソームとの膜融合能を比較したところ、エクソソームの方が人工のモデルリポソームより膜融合能が大きかった。以上より、創製したFRETリポソームは、今後エクソソームの膜融合機構を精査する目的に適したものであると考えられる。

は, this study エ ク ソ ソ ー ム を containing む extracellular vesicular の sharper rate な cytoplasm served sharper rate に mesh し, エ ン ド ソ ー ム membrane と の membrane fusion に must と な る, エ ク ソ ソ ー ム を contain む extracellular small cell の factors を Ming ら か に す る と と も に, そ の エ ッ セ ン ス を import し た artificial エ ク ソ ソ ー ム を created す る こ と を purpose と し て い Youdaoplaceholder0. This year は, エ ク ソ ソ ー ム と エ ン ド ソ ー ム membrane と の を membrane fusion evaluation 価 で き る シ ス テ ム を build し た. By let cell へ の エ ン ド サ イ ト ー シ ス to fall の, エ ン ド ソ ー ム と の membrane fusion phenomenon に focus を when て る た め, ま ず は no cell line で parsing を into め た. Youdaoplaceholder0 ム ドソ ム ム ム ラ ソゾ ソゾ ムへ ムへ <s:1> mature に accompanied by a slightly acidic environment になる. エ ン ド ソ ー ム membrane は, ラ イ ソ ゾ ー ム に mature す る ま で で の process of lipid が ダ イ ナ ミ ッ ク に - わ る こ と が know ら れ て お り, コ レ ス テ ロ ー ル の reduction, セ ラ ミ ド の raised addition, acid lipid で あ る リ ゾ ビ ス フ ォ ス フ ァ チ ジ ン acid (BMP) の raised な ど, cell membrane と は different な る nature を have し て い る. This research topic で は, こ れ ら の point に mesh し, エ ン ド ソ ー ム の モ デ ル で あ り, really be に エ ク ソ ソ ー ム と の membrane fusion が 検 makes possible な FRET リ ポ ソ ー ム を cropping し た. ヒ ト origin of liver cancer cell line (HepG2 cells) culture か ら 収 back, refined し た エ ク ソ ソ ー ム を い, FRET リ ポ ソ ー ム で with い る lipid の beg, particle diameter, 検 エ ク ソ ソ ー ム と の mixing ratio and other を can beg し 検 membrane fusion が biggest と な る よ う に optimization し た. Under pHが weakly acidic conditions, the <s:1> is が; under neutral conditions, the よ membrane fusion can be <s:1> large が く, and the physiological environmental を response is て て た た. Optimization し た FRET リ ポ ソ ー ム は, エ ン ド ソ ー ム の is な membrane lipid と with others の lipid composition を have し て い た. ま た, エ ク ソ ソ ー ム を imitate し た モ デ ル リ ポ ソ ー ム と エ ク ソ ソ ー ム と の membrane fusion are を し た と こ ろ, エ ク ソ ソ ー ム の party が artificial の モ デ ル リ ポ ソ ー ム よ り membrane fusion can が big き か っ た. Above よ り, created し た FRET リ ポ ソ ー ム は, future エ ク ソ ソ ー ム の membrane fusion institutions を fine check す る purpose に optimum し た も の で あ る と exam え ら れ る.

项目成果

リポソームの脂質組成及び膜流動性が細胞内取り込みに与える影響

脂质体脂质成分和膜流动性对细胞摄取的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 南雲大暉;竹田有沙;立花明日香;加藤くみ子
• 通讯作者: 加藤くみ子

中分子創薬に資する分析化学的アプローチ

有助于中分子药物发现的分析化学方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 山岸奈央;高橋隼一郎;周越;横山悟;櫻井宏明;加藤くみ子
• 通讯作者: 加藤くみ子

AFMやNTAによる脂質ナノ粒子・エクソソームの分析研究

使用 AFM 和 NTA 对脂质纳米颗粒和外泌体进行分析研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 周越;横山悟;矢野聖二;櫻井宏明;加藤くみ子
• 通讯作者: 加藤くみ子

ナノ粒子トラッキング解析法によるエクソソームを含む細胞外小胞の特性解析

使用纳米颗粒跟踪分析方法表征含有外泌体的细胞外囊泡

• 发表时间: 2022
• 作者: 南雲大暉;八幡志穂;加藤くみ子
• 通讯作者: 加藤くみ子

An in vitro lipid-mixing assay to investigate the fusion between small extracellular vesicles and endosome

体外脂质混合试验研究小细胞外囊泡与内体之间的融合

• DOI: 10.1016/j.ab.2023.115130
• 发表时间: 2023
• 期刊: Analytical Biochemistry
• 影响因子: 2.9
• 作者: Arisa Takeda;Asuka Tachibana;Hiroki Nagumo;Kumiko Sakai-Kato
• 通讯作者: Kumiko Sakai-Kato