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

基本信息

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

项目摘要

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。

本研究重点关注含有外泌体的细胞外囊泡的有效细胞质递送，并阐明了含有外泌体的细胞外囊泡的构成因素，这些因素对于与内体膜的膜融合至关重要，目的是创建含有精华的人工外泌体。今年，我们构建了一个可以评估外泌体和内体膜之间膜融合的系统。为了关注胞吞入受体细胞后与内体的膜融合现象，我们首先在无细胞系统中进行分析。当内体成熟为溶酶体时，它们变成微酸性环境。众所周知，内体膜的脂质成分在成熟为溶酶体的过程中会发生动态变化，包括胆固醇的减少、神经酰胺的增加以及酸性脂质溶血二磷脂酸（BMP）的增加，其具有与细胞不同的特性。膜。在本研究项目中，我们着眼于这些点并创建了FRET脂质体，它是内体的模型，并且可以可靠地检测其与外泌体的膜融合。使用从人肝癌来源的细胞系（HepG2细胞）的培养基中回收并纯化的外泌体，我们检查了FRET脂质体中使用的脂质、粒径、与外泌体的混合比例等，并对其进行了优化，以最大限度地提高膜的利用率。融合能力就变成了。微酸性pH下的膜融合能力大于中性pH下的膜融合能力，反映了生理环境。优化的 FRET 脂质体的脂质组成与内体的主要膜成分脂质相似。此外，当比较外泌体与模拟外泌体的模型脂质体的膜融合能力时，外泌体比人工模型脂质体具有更大的膜融合能力。综上所述，所构建的FRET脂质体被认为适合未来研究外泌体膜融合机制的目的。