2022年5月13日金曜日

細胞外小胞の概要(一部)

細胞外小胞は基本的な生理、病態生理、診断など
幅広い利用性がありますが、
Lesley Cheng & Andrew F. Hill(敬称略)
からなる医療研究グループは
その中でとりわけ細胞外小胞を薬剤輸送を始め
治療の為に利用する事に重きをおいて総括されています(1)。
本日はその背景に部分に記されている
内容の一部を区分けして、追記し、
読者の方と情報共有したいと思います。

//細胞外小胞の分泌//ーー
細胞外小胞は全ての細胞から原理的には
放出されるとされています。
その中ですでに複数の報告で確かめられている
細胞は以下です。
〇神経細胞(2-4)
〇内皮細胞(5-7)
〇間葉系幹細胞(8-10)
〇上皮細胞(11,12)
(Ref.(1)で挙げられている細胞)
これらを含む細胞外小胞は以下の液体生検で
調べる事ができます。
〇血液(13,14)
〇滑液(15)
〇尿(16)
〇唾液(17)

//細胞外小胞の分類の困難性//ーー
細胞外小胞は細胞外に放出されるまでの
経路においてエンドソーム由来と非由来のものがあり
それぞれ異なる専門用語が付けられていますが、
生成ルートが共通する表面リガンドを装飾しています。
例えば、親細胞の細胞膜上のタンパク質がそれです。
従って、分類することが難しいとされています(1)。

//細胞外小胞の膜材料//ーー
細胞膜と同様に脂質2重層です。

//ガイドライン//ーー
The International Society of Extracellular Vesicles 
(ISEV)。
この機関が細胞外小胞の分析、準備、精製方法などの
ガイドラインを出されています(18)。
-
The Minimal Information for Studies of EVs 2018 
(MISEV2018)。
細胞外小胞の専門用語の使用について
以下の基準で考えられています(18)。
〇大きさ
〇表面リガンド
〇親細胞

//細胞外小胞の制御//ーー
細胞外小胞は
〇親細胞での分泌抑制(19-21)
抑制剤:GW4869
〇受け細胞での取り込み抑制(22,23)
共に抑制する物質が存在します。

//細胞種特異的輸送系統(*)//ーー
(*)Cell-type-specific delivery system
エクソソームなど細胞外小胞を
遺伝子的なアプローチでプログラムする事で
標的細胞特異的な輸送が検討されています(1)。
この遺伝子的な方法とは
具体的には親細胞に特定の表面リガンドが
発現するように遺伝子導入することである
と考えられます。

//意見//ーー
細胞外小胞のガイドラインのアップデートは
4年ごと行われています。
MISEV2018はMISEV2014のアップデートとなっています(18)。
多くの団体が参加しており、日本も6団体が参加しています。
エクソソームなど細胞外小胞の利用は
学術界だけではなく、産業界でも広がりがあるので
ガイドラインの周知は重要になると考えられます。

(参考文献)
(1)
Lesley Cheng & Andrew F. Hill
Therapeutically harnessing extracellular vesicles
Nature Reviews Drug Discovery volume 21, pages379–399 (2022)
(2)
Krejciova, Z. et al. Human stem cell-derived astrocytes 
replicate human prions in a PRNP genotype-dependent 
manner. J. Exp. Med. 214, 3481–3495 (2017).
(3)
Laulagnier, K. et al. Amyloid precursor protein 
products concentrate in a subset of exosomes 
specifically endocytosed by neurons. Cell. Mol. Life Sci. 
75, 757–773 (2018).
(4)
Ngolab, J. et al. Brain-derived exosomes from 
dementia with Lewy bodies propagate α-synuclein 
pathology. Acta Neuropathol. Commun. 5, 46 (2017).
(5)
Jansen, F. et al. Endothelial microparticles reduce 
ICAM-1 expression in a microRNA-222-dependent 
mechanism. J. Cell. Mol. Med. 19, 2202–2214 (2015).
(6)
van Balkom, B. W. et al. Endothelial cells require miR-
214 to secrete exosomes that suppress senescence 
and induce angiogenesis in human and mouse 
endothelial cells. Blood 121, 3997–4006 (2013).
(7)
Wang, X. et al. Cardiomyocytes mediate 
anti-angiogenesis in type 2 diabetic rats through the 
exosomal transfer of miR-320 into endothelial cells.  
J. Mol. Cell. Cardiol. 74, 139–150 (2014).
(8)
Qin, Y., Wang, L., Gao, Z., Chen, G. & Zhang, C.  
Bone marrow stromal/stem cell-derived extracellular 
vesicles regulate osteoblast activity and differentiation 
in vitro and promote bone regeneration in vivo.  
Sci. Rep. 6, 21961 (2016).
(9)
Zhu, F. et al. Adipose-derived mesenchymal stem cells 
employed exosomes to attenuate AKI-CKD transition 
through tubular epithelial cell dependent Sox9 
activation. Oncotarget 8, 70707–70726 (2017).
(10)
Mao, J. et al. UBR2 enriched in p53 deficient mouse 
bone marrow mesenchymal stem cell-exosome 
promoted gastric cancer progression via Wnt/β-catenin 
pathway. Stem Cells 35, 2267–2279 (2017).
(11)
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cancer cell-derived exosomes promote proliferation 
and decrease apoptosis by activating the ERK 
pathway. Int. J. Clin. Exp. Pathol. 12, 2485–2495 
(2019).
(12)
Tauro, B. J. et al. Oncogenic H-Ras reprograms 
Madin-Darby canine kidney (MDCK) cell-derived 
exosomal proteins following epithelial-mesenchymal 
transition. Mol. Cell. Proteom. 12, 2148–2159 
(2013).
(13)
Yang, T. T., Liu, C. G., Gao, S. C., Zhang, Y. & Wang, P. C. 
The serum exosome derived microRNA-135a, -193b, 
and -384 were potential Alzheimer’s disease 
biomarkers. Biomed. Environ. Sci. 31, 87–96 (2018).
(14)
Kapogiannis, D. et al. Dysfunctionally phosphorylated 
type 1 insulin receptor substrate in neural-derived 
blood exosomes of preclinical Alzheimer’s disease. 
FASEB J. 29, 589–596 (2015).
(15)
Foers, A. D. et al. Enrichment of extracellular vesicles 
from human synovial fluid using size exclusion 
chromatography. J. Extracell. Vesicles 7, 1490145 
(2018).
(16)
Cheng, L., Sun, X., Scicluna, B. J., Coleman, B. M.  
& Hill, A. F. Characterization and deep sequencing 
analysis of exosomal and non-exosomal miRNA  
in human urine. Kidney Int. 86, 433–444 (2014).
(17)
Yap, T. et al. Predicting the presence of oral squamous 
cell carcinoma using commonly dysregulated 
microRNA in oral swirls. Cancer Prev. Res. 11,  
491–502 (2018).
(18)
Thery, C. et al. Minimal Information for Studies of 
Extracellular Vesicles 2018 (MISEV2018): a position 
statement of the International Society for Extracellular 
Vesicles and update of the MISEV2014 guidelines.  
J. Extracell. Vesicles 7, 1535750 (2018).  
(19)
Guo, B. B., Bellingham, S. A. & Hill, A. F. Stimulating 
the release of exosomes increases the intercellular 
transfer of prions. J. Biol. Chem. 291, 5128–5137 
(2016).
(20)
Asai, H. et al. Depletion of microglia and inhibition of 
exosome synthesis halt tau propagation. Nat. Neurosci. 
18, 1584–1593 (2015).
(21)
Dinkins, M. B., Dasgupta, S., Wang, G., Zhu, G. & 
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with lower amyloid plaque load in the 5XFAD mouse 
model of Alzheimer’s disease. Neurobiol. Aging 35, 
1792–1800 (2014).
(22)
Nanbo, A., Kawanishi, E., Yoshida, R. & Yoshiyama, H. 
Exosomes derived from Epstein–Barr virus-infected 
cells are internalized via caveola-dependent 
endocytosis and promote phenotypic modulation  
in target cells. J. Virol. 87, 10334–10347 (2013).
(23)
Kawamoto, T. et al. Tumor-derived microvesicles 
induce proangiogenic phenotype in endothelial cells 
via endocytosis. PLoS ONE 7, e34045 (2012).


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