2013年4月17日から20日までボストンで開かれた年次恒例のInternational Society for Extracellular Vesicles (ISEV)において、アムステルダムのVU University Medical Center、Pathology Departmentの免疫学者、Michiel Pegtel, Ph.D.が、「包括的なディープ・シーケンシングで、特定のRNA小片が腫瘍の エクソソーム に組み込まれていることを突き止めた。この発見から、新しくバイオマーカーとして応用することも考えられる」と口頭発表した。エクソソーム (写真) は、細胞より小さな膜結合性の小胞 (直径30nmから150nm) で、様々なタイプの正常細胞からもがん細胞からも放出され、小胞内に膜タンパク質、細胞タンパク質、microRNA (miRNA)、その他、mRNA断片を含む様々なタイプのRNAを含んでおり、その内容はエクソソームを放出した細胞によって異なる。
このエクソソームは細胞間の情報運搬の役目を担っていると考えられている。たとえば、がん細胞から放出されたエクソソームには免疫系を抑制する物質が含まれており、血管新生を刺激し、それによって腫瘍増殖を促すことになる。
Dr. Pegtelは、BioQuickとのインタビューで、博士の研究においてはディープ・シーケンシングが重要な役割を果たしていることを強調し、「マイクロアレイやRT-PCRアレイなどのように閉じられたプロファイル技術とは対照的に、ディープ・シーケンシングは文字通り、人体のトランスクリプトームの複雑さについて我々の目を開かせてくれるものだ。私たちが以前に個別定量RT-PCRを用いて行った研究で、腫瘍ウイルスのエプスタイン・バー・ウイルス (EBV) に感染したヒトB細胞から放出されたエクソソームに、完全に成熟した機能性virus-encoded miRNAが含まれていることを証明した。ISEVのミーティングで、ノーベル賞受賞のDr. Phillip Sharpが、RNA研究では定量化が重要であることを強調していたが、機能性RNAがエクソソームを介して移動されるメカニズムの研究においてはそのことが直接当てはまるため、私もまったく同感だ。私たちのウイルス・モデルでも、EBVに感染したヒトB細胞から放出された比較的コピー数の低いmiRNAが、感染していない受容体樹状細胞に移されただけでも直接遺伝子調節に影響することを突き止めている。エクソソーム内のRNAコピー数の定量化は重要だが、一つのエクソソームにいくつ含まれているか、あるいは1000個のエクソソームにいくつ含まれているかということはそれほど重要ではないだろう。それより重要なのは、実際に2つの細胞間で移動されるのが何かということだろう」と述べている。
博士は、さらに、「技術は進歩しており、私たちの研究室でも、最新モデルのシーケンサーIllumina HiSeq 2000を用い、100ペアエンド・プロトコールによる (がん) 細胞と放出エクソソームのディープ・シーケンシングを行っている。このアプローチと、Univeristiy of Granada (Spain) のDr. Michael Hackenbergとの共同研究による高度なバイオインフォマティクスで、いくつか興味深い発見があった。細胞内にはほとんどすべてのRNAファミリー (tRNA、snoRNA、Y-RNA、miRNAsなど) が存在するが、このようなRNAの断片の多くが、放出されるエクソソームに優先的に取り込まれたり、排除されたりしていることが分かった。これは何らかの生物学的な要因が働いていることを示している。さらに興味深いのは、これらのRNA断片が、Dicer依存性miRNAプロセシングの一般法則に必ずしも従っていないことである。最後に、このように一般法則に外れてプロセッシングされた小さなRNAは、がん細胞の中に多く見られ、しかも、細胞とエクソソームでは含まれている比率も一致しないようだ。このエクソソームは、尿、血液、母乳、唾液などほとんどすべての生体液に存在しており、非常に有力なバイオマーカーと考えられている。このように、ディープ・シーケンシングは、細胞内のRNAばかりか、細胞外環境に放出される、診断に利用できそうな物質についても革命的に知見を広めてくれている。ディープ・シーケンシング技術の定量的な性格から、既知のRNAや新しく発見されたRNAがエクソソームに包まれて放出される機序についても新しく手がかりが得られた。これらの発見から、健康な人体での細胞間の情報伝達についてさらに解明が進み、病気になった場合には何がどう撹乱されるのかが明らかになることだろう。たとえばがん細胞から送り出されるメッセージの解読が進歩し、診断が簡単になれば、人類全体がこの研究成果から恩恵を受けることになる」と述べている。
■原著へのリンクは英語版をご覧ください：Exosomes, Deep Sequencing, and Biomarker Potential
