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。

基本信息

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

项目摘要

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。

对于细胞外囊泡（EV）中最大的巨型质膜囊泡（GPMV），膜表面脂质和蛋白质的组装和分散的分析已取得进展，但其详细结构和生理功能仍不清楚。已分析的研究案例很少。如果我们能够利用大量的GPMVs来容纳大量的生物聚合物和细胞器，那么就有可能构建一种新的药物输送系统（DDS），可以在质量和数量上运输大量的物质。不是吗。我对 GPMV 的高应用潜力着迷，正在进行 GPMV 的研究。我使用 Scott 之前报道的多聚甲醛修改了 GPMV 诱导方法，并建立了一种诱导效率提高约 200 倍的制备方法 (Okada et al. 2020)。我们还对调整后的 GPMV 进行了全面分析，并通过估计结构积累了基础知识（Okada et al. 2018）。此外，研究了纯化的大膜囊泡有效摄取到培养细胞中的条件，结果用糖酵解酶（α2-3,6,8神经氨酸酶，PNGase F）对受体细胞进行预处理以除去唾液酸。我们发现可以通过改变相关糖链的状态来增强相互作用（Okada et al. 2021）。基于这些结果，我们研究了 GPMV 在 DDS 中的应用，发现当含有抗癌药物阿霉素的大膜囊泡与糖处理的细胞共培养时，细胞死亡被诱导，这表明药物可以被递送到细胞并发挥作用。有效地通过大膜囊泡（论文正在进行中）。这项研究的研究结果引发了人们对大膜囊泡可能用于基础生物学和医疗保健研究领域的期待。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
岡田咲耶
通讯作者：
岡田咲耶

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：
影响因子：
0
作者：
Saya Okada; Yuta Fukai; Yuki Tanoue; Hesham Nasser; Takaichi Fukuda; Terumasa Ikeda; Hisato Saitoh
通讯作者：
Hisato Saitoh

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