細胞外小胞の標的細胞への取り込み機構を解明 ~細胞外小胞動態メカニズムに基づく新たな治療戦略への貢献に期待~

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2024-03-12 岐阜大学,国立がん研究センター,科学技術振興機構

国立がん研究センターと岐阜大学の研究チームは、細胞外小胞(EV)の標的細胞への取り込み機構を解明しました。EVは、細胞間の情報伝達やバイオマーカーとして注目されていますが、その取り込みメカニズムは不明でした。研究では、EVがサブタイプごとに膜の硬さや構成タンパク質が異なることを発見し、全てのサブタイプが糖鎖結合タンパク質ガレクチン3を介してクラスリン非依存性エンドサイトーシスで取り込まれ、一部はカベオラ経由でも取り込まれることを明らかにしました。また、EVが標的細胞膜に結合すると、接着シグナルが誘起され、取り込みが促進されることも判明しました。これらの知見は、がんの転移抑制や新たな治療戦略の開発に貢献する可能性があります。

<関連情報>

細胞外小胞のレシピエント細胞への取り込みはパラクリン接着シグナルによって促進される Uptake of small extracellular vesicles by recipient cells is facilitated by paracrine adhesion signaling

Koichiro M. Hirosawa,Yusuke Sato,Rinshi S. Kasai,Eriko Yamaguchi,Naoko Komura,Hiromune Ando,Ayuko Hoshino,Yasunari Yokota & Kenichi G. N. Suzuki
Nature Communications  Published:12 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-57617-9

細胞外小胞の標的細胞への取り込み機構を解明 ~細胞外小胞動態メカニズムに基づく新たな治療戦略への貢献に期待~

Abstract

Small extracellular vesicles (sEVs) play crucial roles in intercellular communication. However, the internalization of individual sEVs by recipient cells has not been directly observed. Here, we examined these mechanisms using state-of-the-art imaging techniques. Single-molecule imaging shows that tumor-derived sEVs can be classified into several subtypes. Simultaneous single-sEV particle tracking and observation of super-resolution movies of membrane invaginations in living cells reveal that all sEV subtypes are internalized via clathrin-independent endocytosis mediated by galectin-3 and lysosome-associated membrane protein-2C, while some subtypes that recruited raft markers are internalized through caveolae. Integrin β1 and talin-1 accumulate in recipient cell plasma membranes beneath all sEV subtypes. Paracrine, but not autocrine, sEV binding triggers Ca2+ mobilization induced by the activation of Src family kinases and phospholipase Cγ. Subsequent Ca2+-induced activation of calcineurin–dynamin promotes sEV internalization, leading to the recycling pathway. Thus, we clarified the detailed mechanisms of sEV internalization driven by paracrine adhesion signaling.

生物工学一般
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