多発性骨髄腫が分泌するエクソソームによる骨分化抑制機構の解明

阐明多发性骨髓瘤分泌的外泌体抑制骨分化的机制

基本信息

批准号：
18K15213
负责人：
幾尾真理子
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-01 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、多発性骨髄腫（Multiple myeloma, MM）が骨芽前駆細胞の骨分化を細胞外小胞（エクソソーム、Extracellualr vesicle、EV）を介して阻害するか、またその分子機構を明らかにすることである。EVはエンドソームに由来する100 nm程度の細胞外小胞であり、細胞間情報伝達に寄与する。骨芽前駆細胞を骨分化因子BMP2で刺激すると、BMP/Smad経路の転写因子Smadが細胞質から核内に移行して骨分化因子の転写を促進する。マウス骨芽前駆細胞またはヒト骨肉腫細胞株にMMが分泌したEV（MM-EV）を添加すると、核内に移行したSmadによる骨分化因子転写促進活性が抑制された。Smad及びEVに応答するプロモーター領域を同定し、同プロモーター領域に作用してSmadの転写促進活性を阻害する転写因子Aに着目した。マウス骨芽前駆細胞における転写因子A標的遺伝子の発現はMM-EVの添加により上昇した（マイクロアレイ法）。MM-EV中に転写因子Aタンパク質が存在した（ウェスタンブロット法）。マウス骨芽前駆細胞またはヒト骨肉腫細胞株を使って検討したところ、MM-EVを添加するとA標的遺伝子の発現が誘導された（定量的逆転写ポリメラーゼ連鎖反応）。転写因子Aを活性化するサイトカインはBMP2作用時の骨分化因子発現誘導を抑制した。MM-EV添加によって核内の転写因子Aが増加した（細胞免疫染色法）。転写因子A不可逆的阻害剤をMM-EVに作用させるとMM-EVの骨分化抑制活性が失われた。これらの結果は、多発性骨髄腫がEVを介して骨芽前駆細胞に転写因子Aを輸送し、骨芽前駆細胞の骨分化を抑制することを示唆する（Journal of Extracellular Vesicles, in revise）。

本研究的目的是阐明多发性骨髓瘤（MM）是否通过细胞外囊泡（EV）抑制骨祖细胞的成骨分化，并阐明其分子机制。 EV 是源自内体的约 100 nm 的细胞外囊泡，有助于细胞间通讯。当骨祖细胞受到成骨分化因子BMP2刺激时，BMP/Smad途径的转录因子Smad从细胞质转位到细胞核并促进成骨分化因子的转录。当将MM分泌的EV（MM-EV）添加到小鼠成骨细胞祖细胞或人骨肉瘤细胞系中时，转位到细胞核中的Smads的成骨分化因子转录促进活性被抑制。我们鉴定了一个响应Smads和EVs的启动子区域，并关注转录因子A，它作用于启动子区域并抑制Smads的转录促进活性。通过添加MM-EV（微阵列法），小鼠成骨祖细胞中转录因子A靶基因的表达增加。 MM-EV 中存在转录因子 A 蛋白（蛋白质印迹）。当使用小鼠成骨细胞祖细胞或人骨肉瘤细胞系进行测试时，MM-EV 的添加诱导了 A 靶基因的表达（定量逆转录聚合酶链反应）。激活转录因子 A 的细胞因子抑制 BMP2 作用期间骨分化因子表达的诱导。添加 MM-EV 会增加细胞核中的转录因子 A（细胞免疫染色法）。当将转录因子A的不可逆抑制剂应用于MM-EVs时，MM-EVs的成骨分化抑制活性被消除。这些结果表明，多发性骨髓瘤通过 EV 将转录因子 A 转运至骨祖细胞，并抑制骨祖细胞的成骨分化（细胞外囊泡杂志，修订中）。