中国体彩网（学長：林由起子／東京都新宿区）の医学総合研究所落谷孝広教授が参画する共同研究グループは、細胞外小胞（Extracellular vesicles :以下EV）注1）の新しい捕捉方法を開発し、当該方法で捕捉するEVのmiRNA（マイクロRNA）注2）や膜タンパク質注3）の発現量が、がん診断の新しい指標として利用可能であることを発見しました。
疾病のバイオマーカーとして注目されているEVは、由来する細胞によって内包物や大きさ、発現する膜タンパク質の種類、脂質二重膜の組成が異なる不均一な集団です。本研究では、EV表面の分子組成と電荷の相関性に着目したEV捕捉法を考案し、捕捉されるEVをバイオマーカーとして活用する方法を開発しました。EV捕捉には、剣山のように配置したナノスケールの棒（ナノワイヤ注4））を用いました。その結果、表面が正に帯電するナノワイヤのEV捕捉性能が最も優れていることを見出しました。また、この方法で捕捉したEVにおいて、特定の2種類の膜タンパク質の発現量比を調べたところ、がん細胞由来のEVと正常細胞由来のEVで発現量比が異なることが明らかとなりました。当該方法により捕捉するEV電荷とmiRNAやタンパク質情報の相関解析を進展させることで、がんの早期検知が可能になると期待されます。
本研究成果は、2021年9月16日付オランダの出版社エルゼビアの学術雑誌「Biosensors and Bioelectronics」に掲載されました。
本研究は、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 個人型研究（さきがけ）「生体における微粒子の機能と制御」研究領域（研究総括：中野 明彦）における研究課題「細胞外小胞の網羅的捕捉と機械的解析によるmiRNA分泌経路の解明」（研究者：安井 隆雄）、日本学術振興会 科学研究費補助金 基盤研究S「堅牢な分子識別センサエレクトロニクスの学術基盤創成」（代表者：柳田 剛）、日本学術振興会 科学研究費補助金 新学術領域研究(研究領域提案型) 分子夾雑の生命化学 ?分子夾雑化学?（代表者：浜地 格、実施代表者：馬場 嘉信）の一環として行われました。
＜ポイント＞
?Extracellular vesicles（EV；直径30～2000 nm）には、がんや病気に関連するmiRNAやタンパク質が含まれるため、がんや病気のバイオマーカーとして利用が期待されている。
?酸化亜鉛ナノワイヤの正電荷表面を使ってEVの電荷に基づく捕捉を達成し、EVの膜タンパク質であるCD9、CD63、CD81、CD147の
検出を達成した。
?また、大腸がん細胞由来のEVから得られた膜タンパク質の発現量比（CD147/CD9）が、健康なボランティアの尿サンプルのEVから得られた膜タンパク質の発現量比（CD147/CD9）と異なることを見出した。
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