Analysis of the compositions of lipid rafts and extracellular vesicles containing cancer-associated sugar chains, and their regulatory functions of microenvironments

含癌症相关糖链的脂筏和细胞外囊泡的组成及其微环境调节功能分析

• 批准号: 21K06828
• 负责人: 古川 圭子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Chubu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06828/
• 关键词: 細胞外分泌小胞; 癌関連糖鎖; 細胞接着; 細胞増殖; 脂質ラフト; 癌微小環境; 微小環境

私達は、癌細胞膜の酸性スフィンゴ糖脂質が、シグナル分子の細胞膜ミクロドメイン（脂質ラフト）への局在を制御してシグナルの活性化と悪性形質の増強に働くことを明らかにしてきた。近年、私達は、エクソソームとよばれる細胞外分泌小胞(EV)の構成脂質には脂質ラフト成分が多く含まれることを明らかにした。本研究では、癌関連酸性スフィンゴ糖脂質を含有するEVの構成分子の特性と癌微小環境における役割を明らかにする。そのために、各種の酸性糖脂質糖鎖を発現するEVの構成分子を比較検討した。具体的には、酸性糖脂質のGM3のみを発現するヒトメラノーマ細胞株SK-MEL-28-N1細胞に各種の糖鎖合成酵素遺伝子を導入して作製した糖鎖改変細胞（コントロール（GM3(+)）細胞、GD3(+)細胞、GD2(+)細胞、GM2(+)細胞、GM1(+)細胞）を用い、その細胞培養上清から超遠心法によりEVを回収した。これらのEVについて、Tim4-beadsを用いたフローサイトメトリーにより糖脂質を解析した結果、細胞と同じ糖脂質がEVでも強く発現していた。EVの分泌量をタンパク量で比較検討した結果、各EVで差異は認められなかった。一方、癌関連糖鎖であるGD3またはGD2を発現するEVにおいては、EVマーカー分子であるCD63, TSG101, 及びAlix の強い発現が認められた。CD9及びCD81については、各EVで同程度の発現であった。Nano Sightによる粒子径測定の結果、いずれのEVも約100nmであった。上記の各種EVマーカー分子の脂質ラフト局在を解析した結果、各分子のラフト局在とEVにおける発現レベルは相関しなかった。EVの生物活性については、GD2発現EVをコントロール細胞に添加した結果、細胞の増殖性と接着性の亢進が認められた。現在、そのメカニズムについて解析中である。

我们发现癌细胞膜中的酸性鞘糖脂控制信号分子在细胞膜微区（脂筏）的定位，从而激活信号并增强恶性特征。近年来，我们发现，被称为外泌体的细胞外分泌囊泡（EV）的脂质成分含有许多脂筏成分。在本研究中，我们将阐明含有癌症相关酸性鞘糖脂的EV的组成分子的特征及其在癌症微环境中的作用。为此，我们比较和检查了表达各种酸性糖脂糖链的 EV 的组成分子。具体来说，我们创建了糖修饰细胞（对照（GM3（+））细胞、GD3（+）细胞、GD2（+）细胞、GM2（+）细胞、GM1（+）细胞），并从细胞培养上清液中收集EV通过超速离心。使用 Tim4 珠通过流式细胞术对这些 EV 中的糖脂进行分析表明，与细胞中相同的糖脂在 EV 中强烈表达。将EV的分泌量与蛋白量进行比较的结果是，各EV之间没有观察到差异。另一方面，EV标记分子CD63、TSG101和Alix在表达癌症相关糖链GD3或GD2的EV中强烈表达。 CD9 和 CD81 在每个 EV 中以相同水平表达。使用Nano Sight进行粒径测量的结果是，各自的EV约为100nm。对上述各种EV标记分子的脂筏定位进行分析的结果是，各分子的脂筏定位与EV中的表达水平之间不存在相关性。关于EV的生物活性，当将表达GD2的EV添加到对照细胞中时，观察到细胞增殖和粘附的增强。目前我们正在分析其机制。

项目成果

Co-operation of ganglioside GD2 and integrins enhances in lipid rafts malignant properties and signals in melanoma cells.

神经节苷脂 GD2 和整合素的合作增强了黑色素瘤细胞中脂筏的恶性特性和信号。

• 发表时间: 2022
• 作者: Farhana Yesmin;Robiul H. Bhuiyan;Yuhsuke Ohmi;Orie Tajima;Kei Kaneko;Tatsuya Okajima;Keiko Furukawa;Koichi Furukawa
• 通讯作者: Koichi Furukawa

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 (ポスター発表

癌症来源的外泌体上表达的神经节苷脂对癌症微环境的影响（海报展示）

• 发表时间: 2021
• 作者: 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
• 通讯作者: 古川鋼一

Different expression of integrins in ganglioside-remodeling melanoma EVs.

神经节苷脂重塑黑色素瘤 EV 中整合素的不同表达。

• 发表时间: 2022
• 作者: Kei Kaneko;Yuhsuke Ohmi;Mariko Kambe;Yesmin Farhana;Momoka Horiuchi;Yoko Kitaura;Takako Ito;Orie Tajima;Koichi Furukawa and Keiko Furukawa
• 通讯作者: Koichi Furukawa and Keiko Furukawa

Ganglioside GD3 enhances the expression of integrins on extracellular vesicles (EVs) to exert its functions.

神经节苷脂GD3通过增强细胞外囊泡（EV）上整合素的表达来发挥其功能。

• 发表时间: 2021
• 作者: Kei Kaneko;Ohmi Yuhsuke;Kambe Mariko;Farhana Yesmin;Yamamoto Satoko;Kitaura Yoko;Ito Takako;Tajima Orie;Furukawa Koichi;Furukawa Keiko
• 通讯作者: Furukawa Keiko

GD3/GD2-expressing glioma-derived EVs enhance malignant properties of gliomas, and regulate tumor microenvironments.

表达 GD3/GD2 的神经胶质瘤来源的 EV 增强神经胶质瘤的恶性特性，并调节肿瘤微环境。

• 发表时间: 2021
• 作者: Koichi Furukawa;Yuhsuke Ohmi;Qi Li;Hiroaki Kitasawa;Yesmin Farhana;Satoko Yamamoto;Yoko Kitaura;Takako Ito;Kei Kaneko;Mariko Kambe;Keiko Furukawa
• 通讯作者: Keiko Furukawa