癌における液体生検からの細胞外小胞のタンパク質分析

初期ステージで癌を検出するために
臨床医は様々な医療情報を総合して判断します。
〇既往歴
〇画像診断データ
〇テスト結果
〇外科的な所見
これらなどです。
癌の早期発見は患者さんの
身体への負担を軽減し、
生存率を向上させることができます。
そのための理想的な診断方法は
正確に、かつ非侵襲で癌を検出する事です。
その点において液体生検の期待は大きいです。
すでに
〇carcinoembryonic antigen (CEA)
　for adenocarcinoma 
〇squamous cell carcinoma antigen 
  for various squamous cell carcinomas
〇protein　induced by the absence of vitamin K antagonist-II
　for hepatocellular carcinoma (HCC)
〇alpha-fetoprotein
　for yolk sac tumors and HCC
〇cancer antigen 125
　for ovarian cancer
〇prostate-speci fi c antigen (PSA) 
　for prostate cancer (PCa)
これらがそれぞれの癌に対する抗原として知られています。
しかし、マーカーとしての特異性は低く
偽陽性や偽陰性などの問題が生じます(2-6)。
一方、
新しい診断方法として
近年、細胞外小胞が注目されています(7-11)。
細胞外小胞は様々な体液に含まれています。
細胞外小胞は
〇表面リガンドを含むタンパク質
〇RNA(mRNA, long/short noncoding RNA)
これらなどを含みます。
これらは脂質2重層で被覆されています。
--
Nobuyoshi Kosaka(敬称略)ら
医療研究グループは
バイオマーカーとして細胞外小胞の
現状の研究について総括されています(1)。
その内容のうち、細胞外小胞のマーカーのうち
タンパク質の部分を参照し、
その内容の一部、追記を読者の方と
情報共有したいと思います。

細胞外小胞の内容物は
それを分泌した親細胞の影響を受けます。
従って、癌細胞においても同様です。
疾患特異的な物質を含みます。
細胞外小胞におけるタンパク質の分析では
主に表面リガンドの分析に依ります。
例えば、
転移性メラノーマでは
PD-L1を細胞外小胞表面に発現し
CD8 T細胞の機能や腫瘍成長を抑制します(12)。
癌由来の細胞外小胞では
特徴的なインテグリンを表現しています。
特異的なインテグリンは転移サイトに関連し、
どこに転移するか予測することができます(13)。
細胞外小胞上のカベオリン1は
癌の状態を反映します。
またそれは 
ELISAベースの方法であるExoTESTを発展させました。
メラノーマではこのExoTESTによって
CD63とカベオリン1を健康な人よりも
多く発現していることがわかりました。
その感受性は43～68%です。
デルタカテニン、カベリオン1、CD59は
前立腺癌の細胞外小胞の尿分析によって検出されました。
転移性の前立腺癌の細胞外小胞の尿分析によって
α1インテグリン、β1インテグリンが
転移性ではない患者さんに対して
増えていることがわかっています(14)。
ExoScreenアッセイによって
循環している細胞外小胞の分析を
初期ステージの大腸癌の診断のために利用できます(15)。
この分析は抗体を使った蛍光発光分析によって
行われています。
分析対象の表面リガンドはCD9, CD147です。
CD9は細胞外小胞のマーカータンパク質です。
CD147は大腸癌細胞株で多く発現されています。
ステージ1の大腸癌患者さんでは
CD9/CD147両方の陽性の細胞外小胞が検出されました。
また、CD147は外科手術によって
癌細胞を取り除いた後、低下したことがわかりました。
従って、癌細胞と関連があると考えられます。
表面プラズモン共鳴を使った
エクソソーム検出法であるnPLEXによって
卵巣癌細胞株でEpCAM, CD24をマーカーとして
検出しました。

//考察//ーー
細胞外小胞による診断は
細胞外小胞表面にあるリガンド(タンパク質)を
高精度、高スループットで分析できる方法が見つかると
一気にその可能性が広がると考えられます。
潜在的には親細胞種の特定もできると考えられます。
血中に分散、混在している
様々な親細胞由来の細胞外小胞がありますが、
そこから必要な細胞外小胞を抽出できます。
その中にはタンパク質やRNAなどの物質も含まれるので
多面的に病変細胞の状態を分析することができる
可能性があります。

(参考文献)
(1)
Nobuyoshi Kosaka, Akiko Kogure, Tomofumi Yamamoto, Fumihiko Urabe, Wataru Usuba, Marta Prieto-Vila & Takahiro Ochiya
Exploiting the message from cancer: the diagnostic value of extracellular vesicles for clinical applications
Experimental & Molecular Medicine volume 51, pages1–9 (2019)
(2)
Maurya, P. et al. Proteomic approaches for serum biomarker discovery in
cancer. Anticancer Res. 27, 1247 – 1255 (2007).
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(11)
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