image: Extracellular vesicles are tiny spheres that cells release to send molecules or messages to other cells, often as a means of seeding cancer elsewhere in the body. In a new study, researchers found that the vesicles adhere to the recipient cells primarily through interactions of two receptors — integrins and GM1 — on the vesicle and laminins, which are proteins with attached carbohydrate molecules on the cell membrane.
Credit: Institute for Glyco-core Research
【本研究のポイント】
・がん細胞が分泌した細胞外小胞が細胞外マトリックスの一つであるラミニンに結合することで標的の正常細胞に結合することを明らかにしました。
・細胞外小胞上のインテグリンα6β1、α6β4が、CD151の補助により活性化されて、ラミニンへの結合能を担うことを特定しました。一方、細胞形質膜とは違い細胞外小胞では、タリンなどによる細胞質側からのインテグリンの活性化は起こらないことも明らかにしました。
・がん細胞由来の細胞外小胞が血管内皮細胞へ取り込まれた後、この細胞の形態変化を誘導しましたが、内皮細胞表面のラミニンへの細胞外小胞の結合が必須であることを明らかにしました。
・細胞外小胞の分子機構の解明により、医学・薬学分野への応用が期待できます。
【研究概要】
岐阜大学糖鎖生命コア研究所教授鈴木健一（国立がん研究センター研究所先端バイオイメージング研究分野分野長併任）、岐阜大学連合農学研究科博士課程大学院生磯貝樹らの研究グループは、岐阜大学糖鎖生命コア研究所教授安藤弘宗、同助教河村奈緒子、中部大学生命健康科学部教授古川鋼一との共同研究で、がん細胞が分泌した細胞外小胞が正常な細胞と結合する分子機構を明らかにしました。
近年、細胞間の情報伝達の担い手として、細胞外小胞が注目されています。特に、がん細胞が分泌した細胞外小胞が、がん化していない他臓器の細胞に取り込まれると、その近傍にがん細胞が転移しやすい環境が形成されると言われていて大変ホットな研究対象となっています。しかし、この細胞外小胞が標的細胞に取り込まれる前に、どのように選択的に結合するのか、その機構が明らかではありませんでした。そこで、本研究では、細胞外小胞を１粒子ずつ観察しつつ、標的細胞上の細胞外マトリックスを空間精度21nmで、疑似リアルタイムに超解像動画観察する手法を開発しました。これらの方法により、ラミニンとインテグリンα6β1またはα6β4の結合を介して細胞外小胞が細胞に結合することを明らかにしました。そして、細胞形質膜とは違い細胞外小胞膜内層では、主要なインテグリン活性化分子であるタリン１やキンドリン２が機能せず、膜上のテトラスパニンCD151によりインテグリンが活性化されていることを明らかにしました。また、インテグリンとは別に細胞外小胞中の糖脂質ガングリオシドのGM1がラミニンに結合することを見出しました。また、細胞外小胞とラミニンの結合が、血管内皮細胞の血管新生様の形態変化の誘導に必須であることを明らかにしました。
本研究成果は、日本時間2025年4月30日にJournal of Cell Biology誌で発表されました。
【研究の詳細】
https://www.gifu-u.ac.jp/news/research/about/publication/press/20250501press01.pdf
Journal
Journal of Cell Biology
Method of Research
Experimental study
Subject of Research
Cells
Article Title
Extracellular vesicles adhere to cells primarily by interactions of integrins and GM1 with laminin
Article Publication Date
30-Apr-2025