ISEV 2020仮想年次総会(7月20〜22日)中に報告された特集アブストラクトでは、オランダのフローニンゲン大学生物医学工学部のBhagyashree Joshi氏(写真)が、「遺伝的にコード化されたプローブが細胞内の細胞外小胞カーゴの放出に関する洞察を提供する(Genetically Encoded Probes Provide Insight into Extracellular Vesicle Cargo Release in Cells.)」と題されたアブストラクト(FA03)を発表した。Joshi氏は、フローニンゲン大学生物医学工学部の准教授であり、フローニンゲン大学医療センターフローニンゲン大学医療センターのInge Zuhorn 博士の研究室で博士号を取得した。Joshi氏は、細胞外小胞(extracellular vesicles)が細胞間のタンパク質、核酸、脂質の移動を通じて組織の発達、再生、および疾患を調節することが知られていることを指摘した。 しかし現在、細胞外小胞カーゴの細胞質ゾル送達のメカニズムはほとんどわかっていない、と彼女は語った。 細胞外小胞は、機能的なカーゴ放出のために、レシピエント細胞の多小胞体(MVB:multi-vesicular bodies)で逆融合を受けると推測されている。

 

 

しかし、これについて証拠が欠けているとJoshi氏は述べた。 彼女は、細胞外小胞の細胞への取り込みを高解像度で追跡すること、および細胞外小胞カーゴの放出の直接的な証拠を取得することは、主に技術的な制限のために困難であると述べた。
この問題に対処するために、Joshi氏らは、最新の分子ツールと相関光電子顕微鏡(CLEM)を組み合わせて細胞外小胞カーゴリリースの細胞内部位を特定する分析手法を開発した。


緑色蛍光タンパク質(GFP)は、細胞外小胞プロデューサー細胞でGFPとCD63の細胞質尾部との融合であるGFP-CD63の発現を通じて細胞外小胞内にロードされた。 さらに、Joshi氏らは、細胞外小胞カーゴ(GFP)を特異的に認識する抗GFPフルオボディを発現する細胞株を遺伝子操作した。

実験では、GFP-CD63 細胞外小胞とのGFPフルオボディ発現細胞のインキュベーションにより、GFPの細胞質への露出を示すフルオボディ斑点の形成をもたらすことを示した。 GFP / フルオボディの二重陽性点状組織における基礎構造の超微細構造分析は、細胞外小胞カーゴの放出がエンドソーム/リソソームから発生することを示した。
さらに、Joshi氏は、蛍光タグ付きガレクチン3を発現するCD63-RFP 細胞外小胞処理レシピエント細胞にガレクチン3リクルートメント(エンドソーム透過化を検出)がないことで示されるように、細胞外小胞アクセプター細胞ではエンドソーム損傷は観察されなかったと付け加えた。

さらに、エンドソームのpHとコレステロールの蓄積がエンドソームに中和されると、細胞外小胞カーゴの露出が阻害され、細胞外小胞カーゴの放出がエンドソームのpHとコレステロールのレベルに依存することが示された。
その結果に基づいて、Joshi氏らは、内部化された細胞外小胞の一部がエンドソーム/リソソームの制限膜と酸性化依存的に融合し、その結果、細胞外小胞カーゴが細胞質ゾルに露出することになると結論付けた。

彼女らはさらに、遺伝的にコード化されたサイトゾルプローブと相関光電子顕微鏡が、細胞における細胞外小胞カーゴリリースのメカニズムと効率の両方を研究するための優れたアプローチを提供すると結論付けた。
このエキサイティングな研究の詳細については、ACS Nano で発表されたJoshi氏らによる最近の論文「細胞外小胞のエンドサイトーシスとエンドソームからのそれらのカーゴの放出(Endocytosis of Extracellular Vesicles and Release of Their Cargo from Endosomes)」を参照されたし。

彼女は成果をISEV 2020の4つの特集アブストラクトの1つとして選択されたことに加えて、Joshi氏はISEV 2020奨学金を受賞した。

BioQuick News:Fourth Featured Abstract at ISEV 2020 Virtual Annual Meeting Reports That, Following Endocytosis by Acceptor Cells, Extracellular Vesicles (EVs) Release Their Cargo from Endosomes; New Analytical Methodology Enables Key Finding

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