Research of linkage of muscle-brain by extracellular vesicles in aging

衰老过程中细胞外囊泡连接肌脑的研究

• 批准号: 22K17826
• 负责人: 富永 直臣
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 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-22K17826/
• 关键词: 細胞外小胞; エクソソーム; 老化; 骨格筋; 筋肉; 脳

エクソソーム（細胞外小胞）は100nm程度の小胞で、様々な細胞から分泌されることが分かっている。細胞内で作られた細胞外小胞には、タンパク質、RNA、DNAなど様々な分子が内包されている。細胞外小胞は細胞から分泌されると、近くの細胞や血流によって遠くの細胞に取込まれる。細胞外小胞が細胞に取込まれると、内包されていた分子が作用し、受容細胞の状態を変化させる。近年このような細胞外小胞を中心とした細胞間コミュニケーションメカニズムによる生命現象が明らかになってきている。しかし、細胞外小胞を中心とした細胞間コミュニケーションメカニズムと老化との関連については不明な点が多い。超高齢社会を迎えた日本では、老化関連疾患のメカニズム解明と治療法の開発が求められている。本研究では、骨格筋由来細胞外小胞を介したフレイルによる認知症発症メカニズムの解明を目的としている。本研究では、若齢・老齢マウスから骨格筋幹細胞（筋芽細胞）を培養・分化させた後、細胞外小胞を回収した。回収した細胞外小胞は、粒子径、粒子数、タンパク質の発現について解析を行った。その結果、老化マウス骨格筋由来細胞外小胞では、粒子数が少なくタンパク質濃度が高いことが明らかとなった。さらに、一部のタンパク質発現に違いがあることを見出した。また、細胞外小胞の糖鎖修飾について8種類のレクチンを用いて、レクチンブロットを行ったところ、若齢・老齢骨格筋由来のエクソソームに発現パターンの違いがみられた。これらの結果は、老化により細胞外小胞が変質することを示している。本研究継続により、老化マーカーの発見、臓器間コミュニケーションダイナミクスの理解と新規治療法開発に貢献することが期待される。

外泌体（细胞外囊泡）是大小约为 100 nm 的囊泡，已知由各种细胞分泌。细胞内产生的细胞外囊泡含有多种分子，如蛋白质、RNA 和 DNA。一旦从细胞中分泌出来，细胞外囊泡就可以通过血流被附近的细胞或远处的细胞吸收。当细胞外囊泡被细胞吸收时，其中的分子就会改变受体细胞的状态。近年来，基于这种以细胞外囊泡为中心的细胞间通讯机制的生命现象已经变得清晰。然而，以细胞外囊泡为中心的细胞间通讯机制与衰老之间的关系仍存在许多未知数。在已经进入超级老龄化社会的日本，需要阐明衰老相关疾病的机制并开发治疗方法。本研究旨在阐明骨骼肌来源的细胞外囊泡介导的衰弱导致痴呆症发病的机制。在这项研究中，我们培养并分化了年轻和年老小鼠的骨骼肌干细胞（成肌细胞），然后收集细胞外囊泡。分析收集的细胞外囊泡的粒径、颗粒数量和蛋白质表达。结果显示，来自衰老小鼠骨骼肌的细胞外囊泡颗粒数量少，蛋白质浓度高。此外，他们发现一些蛋白质的表达存在差异。此外，当我们使用八种类型的凝集素进行关于细胞外囊泡糖基化的凝集素印迹时，我们观察到年轻和年老骨骼肌来源的外泌体之间表达模式的差异。这些结果表明细胞外囊泡因衰老而改变。继续这项研究预计将有助于发现衰老标记、了解器官间通讯动态以及开发新疗法。