血管新生を促す「超大型細胞外小胞」の分泌機構を解明~PI3K—Rab18-GDP シグナルによる新たな細胞間情報伝達機構~

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2026-01-28 東京大学

東京大学大学院医学系研究科の田中庸介講師らは、血管新生因子ソニック・ヘッジホッグ(SHH)を高濃度に含む直径600nm超の超大型細胞外小胞(XLEVs)の分泌機構を解明した。ヒト間葉系幹細胞などを用いた解析から、PI3K–Rab18-GDP シグナル経路がXLEVsの形成と分泌を選択的に制御することを発見した。PI3K活性化によりGDP結合型Rab18が核周囲に集積し、Hsp90αやnSMase2と協調してSHH含有XLEVs前駆体の形成を促進する。SHH-XLEVsは血管内皮細胞に対し強い血管新生促進作用を示し、従来の可溶性分泌とは異なる新しい細胞間情報伝達様式であることが示された。本成果は、血管再生や虚血性疾患など再生医療への応用が期待される。

血管新生を促す「超大型細胞外小胞」の分泌機構を解明~PI3K—Rab18-GDP シグナルによる新たな細胞間情報伝達機構~
ヒト間葉系幹細胞由来 SHH 含有 XLEVs による血管新生促進の概念図

<関連情報>

血管新生ソニックヘッジホッグを含む特大細胞外小胞の非定型的な分泌はPI3K-Rab18-GDPシグナル伝達によって駆動される Unconventional Secretion of Angiogenic Sonic Hedgehog–Containing Extra-Large Extracellular Vesicles is Driven by PI3K–Rab18-GDP Signalling

Shuo Wang, Rio Imai, Yuya Kaneko, Yosuke Tanaka
Journal of Extracellular Biology  Published: 28 January 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/jex2.70112

ABSTRACT

Extra-large extracellular vesicles (XLEVs), with diameters > 600 nm, are increasingly recognised as mediators of specialized modes of intercellular communication; however, the molecular mechanisms governing their biogenesis and functional regulation remain poorly understood. Here, we show that PI3K–Rab18-GDP signalling promotes the secretion of XLEVs from human mesenchymal stem cells (hMSCs) and fibroblasts. These vesicles are highly enriched in sonic hedgehog (SHH) and display potent pro-angiogenic activity. We further demonstrate that Rab18 functions as a key regulator of this pathway specifically in its GDP-bound form, which can be enriched by the Rab inhibitor CID1067700 or by pharmacological activation of PI3K using SF1670. Rab18-GDP preferentially accumulates in the perinuclear region, where it promotes the formation of SHH-XLEV precursors from endosomal compartments. Mechanistically, PI3K–Rab18-GDP signalling recruits heat shock protein 90α (Hsp90α) and neutral sphingomyelinase 2 (nSMase2), facilitating polarized release of SHH-XLEVs from the perinuclear–plasma membrane interface, accompanied by an Hsp90α-enriched extracellular assembly. Together, these findings identify a PI3K–Rab18-GDP–dependent secretory pathway for SHH-XLEVs and provide a framework for understanding how XLEV biogenesis is coupled to SHH-associated angiogenic signalling in developmental and regenerative contexts.

細胞遺伝子工学
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