现胞衚面の突起がちぎれお生じる现胞倖小胞はたんぱく質を高効率に送達しおいた 遺䌝子線集酵玠も機胜的に茞送可胜に 老化やがんの研究を促進する発芋に期埅

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2025-12-08 奈良先端科孊技術倧孊院倧孊,科孊技術振興機構

奈良先端科孊技術倧孊院倧孊ず囜内倖の共同研究グルヌプは、现胞突起(フィロポディア)がちぎれお生じる「突起由来现胞倖小胞(EV)」が、埓来の゚ンド゜ヌム由来EVよりもはるかに高効率で機胜的なたんぱく質を送達できる仕組みを明らかにした。研究チヌムは、突起由来EVが现胞間で実際に運搬するたんぱく質量を定量し、それが受容现胞の性質を倉化させるのに十分であるこずを瀺した。さらに、现胞突起を圢成する構造たんぱく質にゲノム線集酵玠を融合させるこずで、線集酵玠をEVぞ高効率に搭茉し、受容现胞ぞ送達できるこずも実蚌した。これにより、突起由来EVは、老化・がん研究で泚目される现胞倖小胞の䞭でも特に優れたたんぱく質運搬キャリアであるこずが瀺され、今埌、现胞操䜜技術や治療応甚に向けた基盀ずなるず期埅される。研究成果は Nature Communications に掲茉された。

现胞衚面の突起がちぎれお生じる现胞倖小胞はたんぱく質を高効率に送達しおいた 遺䌝子線集酵玠も機胜的に茞送可胜に 老化やがんの研究を促進する発芋に期埅
図 2 今回の研究:具䜓的な送達タンパク質の定量ず改倉(ゲノム線集酵玠の挿入)

<関連情報>

突起由来现胞倖小胞を介したタンパク質送達による効率的な现胞圢質転換 Efficient cellular transformation via protein delivery through the protrusion-derived extracellular vesicles

Toshifumi Fujioka,Tamako Nishimura,Hiroki Kawana,Koichiro M. Hirosawa,Renta Yamakawa,Hani Sapili,Kayoko Oono-Yakura,Ryoya Nakagawa,Takanari Inoue,Osamu Nureki,Kenichi G. N. Suzuki & Shiro Suetsugu
Nature Communications  Published:08 December 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-66351-1

Abstract

Extracellular vesicles (EVs) mediate the transfer of intracellular proteins from producer to recipient cells. EVs originate either from plasma membrane protrusions or endosomes, with endosome-derived EVs being extensively studied and engineered. However, the efficiency and functionality of protein transfer via both types of EVs remain poorly understood. Here, we demonstrate that natural EVs derived from cell protrusions dependent on the I-BAR protein MIM, rather than from endosomes, deliver the functional small GTPase Rac1 protein at levels similar to microinjection. Rac1-containing EVs are internalized via endocytosis, trafficked through endosomal compartments, and subsequently released into the cytosol, where they enhance cell motility. To evaluate broader applicability, the genome-editing protein Cas12f is packaged into protrusion-derived EVs by MIM and endosome-derived EVs by endosomal tetraspanin CD63. Notably, protrusion-derived EVs deliver Cas12f with significantly higher efficiency than endosome-derived EVs, highlighting their superior capability for functional protein transfer. Our findings establish the protrusion-derived EVs as a powerful platform for the efficient and bioactive delivery of both native and engineered proteins, expanding the EV-based therapeutic strategies.

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