TRPS　2022年第1四半期論文まとめ

70 nmおよび100 nmの荷電カルボキシル化ポリスチレン粒子（CPC 70およびCPC 100）、100 nmのベアポリスチレン粒子（CPN 100）、磁性粒子（Adem）およびDNA結合磁性粒子（Adem+DNA）を含む五種混合物のTRPSによるサイズおよびゼータ電位の測定。
引用文献：Vogel et al.（2017）Scientific Reports. doi:10.1038/s41598-017-14981-x

1. 細胞外小胞（EV）の保管条件における比較研究

TRPSは、単離されたEVのサイズ、濃度、ゼータ電位を得ることで、研究結果の裏付けとサンプルの状態を理解するのに役立ちます。
TRPSによるEVの特性評価では、凍結融解サイクルに伴うEV濃度の低下と、特定の保存条件下での粒子径の増大が確認されました。
また、粒子表面の電荷とEVのコロイド安定性を測定するためにゼータ電位の測定を行いました。TRPS は EV懸濁液をバルクで測定するのではなく、粒子一つ一つを測定するため、単一粒子のゼータ電位データは、サイズと電荷のプロットとして表せます。　
Gelibterらは、この方法を用いて、異なる保存条件の影響を経時的に比較したところ、血漿由来のEVサンプルを保存した場合、粒子集団のゼータ電位はプラス側にシフトすることが確認されました。一方、凍結血漿試料からEVを回収した場合には、この変化は観察されず血漿による保護的な役割が示唆されました。重要なことは、これらの変化は、単一粒子ではなく、サンプルのバルク測定では容易に検出できない可能性があります。
以上より、Gelibterらは、EVの保存については、機能と組織的なさらなる研究の必要性を強調するとともに、可能な限り新鮮なサンプルを用いて作業し、保存が必要な場合は、抽出したEVサンプルではなく、生体マトリックスを保存することを提案しています。

Gelibter S, Marostica G, Mandelli A, et al.
The impact of storage on extracellular vesicles: A systematic study.
Journal of Extracellular Vesicles. 2022;11(2). doi:10.1002/jev2.12162

2. 乳がんの進行に関与するがん関連線維芽細胞由来のEV-microRNA

がん関連線維芽細胞（CAF）は、パラクライン効果などの機構により、腫瘍の進行や転移を促進することが知られています。　
そのメカニズムを明らかにするために、乳がん細胞をCAF由来のEVと正常線維芽細胞のEVに暴露した後、細胞の移動と浸潤を測定しました。CAF由来EVは、正常線維芽細胞由来EVと比較して、乳がん細胞の遊走・浸潤を促進しました。また、TRPSにより粒径分布を評価し、線維芽細胞から分離したEVがエクソソームと整合していることを確認しました。
CAF由来のEVにおいてmicroRNA（miR）-18bの発現が増加していることは重要な発見であり、腫瘍細胞においてこの特定のmiRNAの発現が増加していることを示した過去の研究とも一致するものでした。その後の実験で、マウスの異種移植モデルにおいてmiR-18bが腫瘍の転移を促進することが確認され、乳がん細胞における内皮間葉転換の誘導につながる標的および下流経路が同定されました。これらの結果は、乳がん進行のために探索されるべきターゲットの可能性を示唆しています。

Yan Z, Sheng Z, Zheng Y, et al.
Cancer-associated fibroblast-derived exosomal miR-18b promotes breast cancer invasion and metastasis by regulating TCEAL7.
Cell Death & Disease. 2021;12(12). doi:10.1038/s41419-021-04409-w

3. インフルエンザウイルス様粒子の評価

TRPSは単一粒子の測定が可能であることから、様々なインフルエンザウイルス様粒子（VLPs）の特性を評価するために使用されました。VLPワクチン候補は、バキュロウイルス発現ベクターシステムを用いて昆虫細胞で生産され、一価および多価のVLPが含まれていました。
TRPSを用いて、ウイルス様粒子の粒径分布、粒子濃度およびゼータ電位を評価したところ、ゼータ電位は-18.8〜-21.7mVの範囲でした。　著者らは、「この表面特性へのアクセスは、精製プロセスおよび関連するバッファーの設計に役立つだけでなく、製剤が粒子の安定性にどのように影響するかを理解することができる」と結論付けています。

Carvalho SB, Silva RJS, Sousa MFQ, et al.
Bioanalytics for Influenza Virus-Like Particle Characterization and Process Monitoring.
Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 2022;10:805176. doi:10.3389/fbioe.2022.805176

4. EVプロテオミクスを用いたがんと健康な膵臓オルガノイドの研究

TRPSは、膵臓がん患者血漿由来のEVにおいてサイズと濃度の測定に使用されました。Scientific Reportsに掲載された研究では、さらに、患者由来の腫瘍オルガノイドの上清から得られたEVタンパク質のプロファイリングを評価しました。オルガノイドは、生体内の生理機能の一部を模倣した3次元組織培養物であり、EV研究においては、血漿由来のEVの影響を受けずに分泌されたEVを研究することができます。
著者らは、健康な膵臓オルガノイドから得られたEVタンパク質と、患者の膵臓腫瘍サンプルから作成されたオルガノイドとの顕著な違いについて述べており、これは疾患の進行との関連を調べる良い機会となります。

Buenafe AC, Dorrell C, Reddy AP, Klimek J, Marks DL.
Proteomic analysis distinguishes extracellular vesicles produced by cancerous versus healthy pancreatic organoids.
Scientific Reports. 2022;12(1):3556. doi:10.1038/s41598-022-07451-6

5. 乳牛の潜在性乳房炎におけるEVを研究するための基礎を築く

乳牛の潜在性乳房炎のバイオマーカーとしてミルク由来のEV-miRNAを使用する可能性を探るため、スイスの研究者は、3日間連続で採取した牛の生乳中のEVとEV-miRNAの日間安定性を評価しました。この研究の目的は、分離EVからの粒子特性（TRPS経由）とmiRNAプロファイルの変動を測定して、乳房が健康か炎症を起こした牛かでmiRNAの輸送量を比較することです。　
結果として、miRNAカーゴとEVの特性は3日間を通して比較的安定していましたが、潜在性乳房炎バイオマーカーの今後の研究への道筋となるmiRNAカーゴの変化がいくつか確認されました。

Saenz-de-Juano MD, Silvestrelli G, Bauersachs S, Ulbrich SE.
Determining extracellular vesicles properties and miRNA cargo variability in bovine milk from healthy cows and cows undergoing subclinical mastitis.
BMC Genomics. 2022;23(1). doi:10.1186/s12864-022-08377-z