エクソソーム工学で細胞機能を飛躍的に増幅 ーがん検出、ドラッグデリバリー、抗老化への展開に期待ー

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2026-07-22 東京大学

東京大学を中心とする国際研究グループは、細胞が分泌する細胞外小胞(エクソソーム)の表面をユウロピウムやテルビウムなどの希土類(ランタノイド)イオンで修飾し、同じ種類の細胞やエクソソーム同士が選択的に結合する「同種標的化」を25倍以上向上させる「超同種標的化」技術を開発した。がん細胞表面に多く存在するシアル酸との相互作用を利用することで、血液中に多数存在するエクソソームの中から目的のがん由来エクソソームを高速かつ高選択的に捕捉できる。さらに、この技術を応用した2種類のリキッドバイオプシー法を開発し、血清1mL中の数十個程度のがん由来エクソソームや、約20mLの血液中に存在する1個の循環腫瘍細胞(CTC)を検出することに成功した。トリプルネガティブ乳がんのマウスモデルおよび患者血液でも高い識別性能を実証しており、がんの早期診断や再発モニタリングに加え、エクソソームを利用したドラッグデリバリー、組織再生、免疫療法、抗老化治療への応用が期待される。

エクソソーム工学で細胞機能を飛躍的に増幅 ーがん検出、ドラッグデリバリー、抗老化への展開に期待ー
本研究の背景・成果・応用展開

<関連情報>

細胞外小胞の表面工学による超同種標的化 Super homotypic targeting by surface engineering of extracellular vesicles

Huai-Song Wang,Tianben Ding,Yuhong Liu,Fabio Lisi,Yuqi Zhou,Yaqi Zhao,Xin-Yuan Hu,Zi-Wei Yang,Jing-Lian Su,Mika Hayashi,Natsumi Tiffany Ishii,Hiroki Matsumura,Anel Umirbaeva,Hongwei Guo,Yin-Yu Yan,Fu-Han Gao,Jia-Jing Li,Yasutaka Kitahama,Petra Paiè,Ayumi Taguchi,Kenbun Sone,Yuka Inoue,Takayuki Ueno,Abdullah N. Alodhayb,… Keisuke Goda
Nature Biomedical Engineering  Published:22 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41551-026-01743-2

Abstract

Homotypic targeting is the inherent ability of cells to preferentially interact with cells of the same type, a phenomenon seen in cell adhesion, tissue formation and immune responses. However, its potential remains underexploited. Here we report a strategy to substantially enhance homotypic targeting through extracellular vesicles secreted by cells. By engineering the surface of small extracellular vesicles (sEVs) with lanthanides, we amplify specific cell–sEV interactions by more than 25-fold, enabling the selective capture of sEVs by cells of the same lineage even in the presence of excess off-target sEVs. We term this effect ‘super homotypic targeting’. Super homotypic targeting provides a means to distinguish sEVs of different origins within highly heterogeneous sEV populations and enables two applications: using cells to detect specific sEVs and using sEVs to detect specific cells, specifically demonstrated here in the context of cancer detection from blood samples. Super homotypic targeting could hold potential for diagnostics, immunotherapy, drug delivery, rejuvenation and tissue engineering.

細胞遺伝子工学
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