エクソソーム (小胞)
「エクソソーム」という用語はエンドソーム由来のEVに厳密に適用されるべきであるという意見の一致が研究分野では得られつつある。EVが細胞を出た後にその起源を明らかにすることは困難であるため、「細胞外小胞」(extracellular vesicle)という用語が適切である場合も多い。
エクソソームの体液中での顕著な安定性は、疾患のバイオマーカーの貯蔵庫としての有用性を高めている。大腸がん細胞から血漿中へ放出されたエクソソームはさまざまな温度で90日間保存した後でも回収可能であり、バイオレポジトリ(英語版)に保存されたヒトの血液試料をバイオマーカー分析に利用することができる。
がんなどの悪性腫瘍は、エクソソームの恒常性を維持する制御回路を、がん細胞の生存と転移を促進するために利用している。
尿中のエクソソームは、積み荷のタンパク質やmiRNAの分析を行うことで、泌尿生殖器のがん、鉱質コルチコイドによる高血圧など多くの病態の検出に有益な可能性がある。
神経変性疾患では、エクソソームはα-シヌクレインの拡散に関与しているようであり、疾患の進行を監視する手段として、そして薬剤の送達のための輸送手段としてなどの活発な研究が行われている。
この分野の研究開発の促進を目的として、エクソソームの含有物に関するゲノム情報を収録したオープンアクセスのオンラインデータベースが開発されている。
エクソソームの単離と検出は複雑なものであることが示されている。体液の複雑性のため、エクソソームを細胞や同程度のサイズの粒子から物理的に分離することは困難である。分画超遠心を用いたエクソソームの単離はタンパク質や他の夾雑物が混在しており、小胞のリポタンパク質から分離は不完全である。精密ろ過や密度勾配を利用した超遠心分離によって純度は改善される。サイズ排除クロマトグラフィーによる細胞外小胞の一段階分離は、超遠心よりも完全な小胞の回収率が高いことが示されているが、サイズに基づく技術だけではエクソソームを他のタイプの小胞と区別することはできない。純粋なエクソソームを単離するためには、物理的パラメータ(サイズ、密度)と生化学的パラメータ(生合成に関与する特定のタンパク質の存在/不在)に基づいた分離技術の組み合わせが必要である。追跡可能な組換え型EVなどの標準物質の利用は、試料調製や分析時の技術的誤差の緩和の助けとなる。
多くの場合、複数のエクソソームから有用な情報を得るためには機能アッセイや抗原アッセイが利用される。エクソソーム集団中のタンパク質を検出する手法としては、質量分析とウェスタンブロッティングが良く知られている。しかし、これらの手法の限界は、アッセイから得られる情報に影響を与えるような夾雑物が存在している可能性がある点である。できれば、情報は単一のエクソソームに由来することが望ましい。検出可能なエクソソームに関連する特性としては、サイズ、密度、形態、組成、およびゼータ電位が挙げられる。
エクソソームには、起源となった細胞種を反映したRNA、タンパク質、脂質、代謝産物が含まれている。エクソソームは多数のタンパク質、RNA、脂質を含むため、プロテオミクスやトランスクリプトミクスなどの大規模解析が行われる場合が多い。現在こうしたデータの分析に際しては、FunRichなどの非商用ツールがover-representationしている分子グループの同定に利用可能である。次世代シーケンシング技術の出現とともに、がんだけでなく様々な疾患でエクソソームの研究が加速している。近年では、Trypanosoma cruziから抽出されたエクソソームのRNA-Seq(英語版)データのバイオインフォマティクスによる解析によってこれらの細胞外小胞とさまざまな重要な遺伝子産物との関係が示されており、シャーガス病のバイオマーカーの発見の可能性が高まっている。