JP7357346B2 - Exosome isolation method, exosome isolation kit, exosome removal method, separation solution acquisition method, and exosome isolation column - Google Patents

Exosome isolation method, exosome isolation kit, exosome removal method, separation solution acquisition method, and exosome isolation column Download PDF

Info

Publication number
JP7357346B2
JP7357346B2 JP2019164575A JP2019164575A JP7357346B2 JP 7357346 B2 JP7357346 B2 JP 7357346B2 JP 2019164575 A JP2019164575 A JP 2019164575A JP 2019164575 A JP2019164575 A JP 2019164575A JP 7357346 B2 JP7357346 B2 JP 7357346B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exosomes
present
exosome
peptide
complex
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019164575A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021043037A (en
Inventor
章夫 黒田
丈典 石田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hiroshima University NUC
Original Assignee
Hiroshima University NUC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hiroshima University NUC filed Critical Hiroshima University NUC
Priority to JP2019164575A priority Critical patent/JP7357346B2/en
Publication of JP2021043037A publication Critical patent/JP2021043037A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7357346B2 publication Critical patent/JP7357346B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Description

本発明は、エクソソームの単離方法、エクソソームの単離キット、およびエクソソームの除去方法に関する。 The present invention relates to an exosome isolation method, an exosome isolation kit, and an exosome removal method.

エクソソームは、細胞から分泌される直径50~150nm程度の、脂質二重膜に覆われている細胞外小胞である。エクソソームの内部には、マイクロRNA(以下、「miRNA」という。)等、分泌元の細胞固有の情報が高度に保存されていることから、がん等の各種疾患および生命現象の新たなバイオマーカーとして注目されている。 Exosomes are extracellular vesicles that are secreted from cells and have a diameter of about 50 to 150 nm and are covered with a lipid bilayer membrane. Inside exosomes, information specific to the cells that secrete them, such as microRNAs (hereinafter referred to as "miRNAs"), is highly preserved, making them useful as new biomarkers for various diseases such as cancer and life phenomena. It is attracting attention as

また近年、間葉系幹細胞由来のエクソソームが、抗炎症作用および複合的な免疫制御作用を持つことが明らかとなり、エクソソームそのものを治療薬として利用する研究が活発に行われている。そのため、エクソソームを損傷の少ない状態(インタクトな状態)で単離する技術の重要性が高まってきている。エクソソームによる治療および診断の世界的な市場規模は、2023年には1億8千万米ドルに達するとの予測もあり、エクソソームの研究は最も成長が期待される研究分野のひとつに挙げられている。 Furthermore, in recent years, it has become clear that exosomes derived from mesenchymal stem cells have anti-inflammatory and complex immunoregulatory effects, and research is actively being conducted to utilize exosomes themselves as therapeutic agents. Therefore, techniques for isolating exosomes in a less damaged state (intact state) are becoming increasingly important. The global market size for exosome-based treatments and diagnostics is predicted to reach 180 million US dollars by 2023, and exosome research is considered one of the research fields with the highest growth expectations. .

エクソソームの単離方法としては、超遠心機を用いた超遠心分離法が一般的に利用されている。しかしながら、この超遠心分離法は、大スケール化(大量精製)および多検体化に対応することが難しい。さらには、強い遠心力によってエクソソームが損傷を受ける等の問題点も指摘されている。これからのエクソソーム研究およびエクソソームによる治療の普及には、より再現性が高く、大量かつ多検体に対応できる単離方法の開発が求められている。 As a method for isolating exosomes, ultracentrifugation using an ultracentrifuge is generally used. However, this ultracentrifugation method is difficult to cope with large-scale (large-scale purification) and multi-analyte use. Furthermore, problems such as exosomes being damaged by strong centrifugal force have also been pointed out. For future exosome research and the spread of exosome-based treatments, there is a need for the development of isolation methods that are more reproducible and can handle large quantities and multiple samples.

例えば、特許文献1には、互いに近接した4つ以上のリジンを含むペプチドを利用することで、損傷の極めて少ない、インタクトな状態でのエクソソームの単離方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a method for isolating exosomes in an intact state with extremely little damage by using a peptide containing four or more lysines in close proximity to each other.

国際公開WO2019/039179号公報International Publication WO2019/039179 Publication

しかしながら、エクソソームは均一なものではなく、分化した細胞の種類および状態によって多様に変化することが知られている。例えば、CD9およびCD63はいずれもエクソソームのマーカーとして知られているが、エクソソームでの、CD9の発現量とCD63の発現量との相関はあまり高くないと考えられている。すなわち、比較的CD9の発現量が多いエクソソーム(CD9陽性エクソソーム)と、比較的CD63の発現量が多いエクソソーム(CD63陽性エクソソーム)とが存在する。CD63陽性エクソソームは、腫瘍化した細胞から多く分泌されることが知られている(参考文献:Ricklefs FL et al. J Extracell Vesicles. 2019;8(1);1588555)。したがって、特にがん診断分野においては、CD63陽性エクソソームを効率よく単離できることが求められる。また、今後、例えばエクソソームそのものを治療薬として利用する場合には、多様な種類のエクソソームを単離できる方法が必要となる。しかしながら、特許文献1に記載のエクソソームの単離方法では、単離できるエクソソームの種類については不明である。 However, it is known that exosomes are not uniform and vary widely depending on the type and state of differentiated cells. For example, both CD9 and CD63 are known as markers of exosomes, but it is thought that the correlation between the expression levels of CD9 and CD63 in exosomes is not very high. That is, there are exosomes that express a relatively high amount of CD9 (CD9-positive exosomes) and exosomes that express a relatively high amount of CD63 (CD63-positive exosomes). It is known that CD63-positive exosomes are secreted in large quantities from tumorigenic cells (Reference: Ricklefs FL et al. J Extracell Vesicles. 2019;8(1);1588555). Therefore, especially in the field of cancer diagnosis, it is required to be able to efficiently isolate CD63-positive exosomes. Furthermore, in the future, for example, if exosomes themselves are to be used as therapeutic agents, methods that can isolate various types of exosomes will be needed. However, with the exosome isolation method described in Patent Document 1, the types of exosomes that can be isolated are unknown.

本発明者らが鋭意検討した結果、特許文献1に記載のエクソソームの単離方法(後述の、アルファ結合により連続するリジンを含むペプチドを用いた方法)は、CD9陽性エクソソームがCD63陽性エクソソームよりも優先的に単離できることが分かった(後述の比較例2参照)。本発明の目的は、簡便に、かつインタクトな状態で(またはインタクトに近い状態で)多様な種類のエクソソーム、特にCD63陽性エクソソームを効率よく単離する方法、エクソソームの単離キット、およびエクソソームの単離カラムを提供することにある。また、本発明の他の目的は、エクソソームを含む試料から簡便に多様な種類のエクソソームを除去できる、エクソソームの除去方法を提供することにある。 As a result of intensive studies by the present inventors, the method for isolating exosomes described in Patent Document 1 (method using a peptide containing consecutive lysines through alpha bonding, described later) shows that CD9-positive exosomes are more likely to be isolated than CD63-positive exosomes. It was found that it could be isolated preferentially (see Comparative Example 2 below). The purpose of the present invention is to provide a method for easily and efficiently isolating various types of exosomes, particularly CD63-positive exosomes, in an intact state (or in a near-intact state), an exosome isolation kit, and an exosome isolation kit. The objective is to provide a separate column. Another object of the present invention is to provide an exosome removal method that can easily remove various types of exosomes from a sample containing exosomes.

本発明者らは、イプシロン結合により連続するリジンを含むペプチドは、多様なエクソソームと結合することができ、特にCD63陽性エクソソームと優先的に結合できることを見出した。さらに、本発明者らは、イプシロン結合により連続するリジンを含むペプチドを担持した担体を用いた場合、担体に結合したエクソソームを温和な条件で担体から解離できることを見出した。そして、本発明者らは、これらの知見から、多様なエクソソームのうち、特にCD63陽性エクソソームを優先的に単離できる方法を完成させた。 The present inventors have found that a peptide containing consecutive lysines through epsilon binding can bind to a variety of exosomes, and in particular can preferentially bind to CD63-positive exosomes. Furthermore, the present inventors have found that when using a carrier carrying a peptide containing consecutive lysines through epsilon binding, exosomes bound to the carrier can be dissociated from the carrier under mild conditions. Based on these findings, the present inventors have completed a method that can preferentially isolate CD63-positive exosomes among a variety of exosomes.

すなわち、本発明の一実施形態は、以下のような構成である。
〔1〕エクソソームを含む試料からエクソソームを単離する、エクソソームの単離方法であって、前記試料と、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含むペプチドが担持された担体と、を接触させることによって、前記エクソソームと前記担体に担持された前記ペプチドとが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程、および、前記複合体形成工程によって得られた前記複合体と、金属陽イオンを含む解離バッファーとを接触させて、前記複合体から前記エクソソームを解離させる解離工程を含むことを特徴とする、エクソソームの単離方法。
〔2〕前記複合体に含まれる前記エクソソームは、CD63陽性エクソソームの含有量が、CD9陽性エクソソームの含有量の10%以上であることを特徴とする、〔1〕に記載のエクソソームの単離方法。
〔3〕前記ペプチドが結合した前記担体を、カラムに充填して用いることを特徴とする、〔1〕または〔2〕に記載のエクソソームの単離方法。
〔4〕〔1〕から〔3〕の何れか1つに記載のエクソソームの単離方法を行なうためのエクソソームの単離キットであって、前記ペプチド、前記担体および前記解離バッファーを含むことを特徴とする、エクソソームの単離キット。
〔5〕エクソソームを含む試料からエクソソームを除去する、エクソソームの除去方法であって、前記試料と、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含むペプチドが担持された担体と、を接触させることによって、前記エクソソームと前記担体に担持された前記ペプチドとが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程、および、前記複合体形成工程によって形成された前記複合体を担持する前記担体と、前記試料とを分離して、前記試料から前記エクソソームの少なくとも一部が除去された分離液を得る分離工程を含むことを特徴とする、エクソソームの除去方法。
〔6〕〔3〕に記載のエクソソームの単離方法または〔5〕に記載のエクソソームの除去方法を行うためのエクソソームの単離カラムであって、前記ペプチドが結合した前記担体が充填されていることを特徴とする、エクソソームの単離カラム。
〔7〕〔1〕から〔3〕の何れか1つに記載のエクソソームの単離方法によって単離されたことを特徴とする、エクソソーム。
〔8〕〔5〕に記載のエクソソームの除去方法によって得られたことを特徴とする、分離液。
That is, one embodiment of the present invention has the following configuration.
[1] A method for isolating exosomes, which comprises isolating exosomes from a sample containing exosomes, the sample and a carrier carrying a peptide containing 20 to 40 consecutive lysines through epsilon bonds; a complex forming step in which the exosome and the peptide supported on the carrier form a complex by contacting with each other, and the complex obtained by the complex forming step and the metal A method for isolating exosomes, comprising a dissociation step of dissociating the exosomes from the complex by bringing them into contact with a dissociation buffer containing cations.
[2] The exosome isolation method according to [1], wherein the content of CD63-positive exosomes in the exosomes contained in the complex is 10% or more of the content of CD9-positive exosomes. .
[3] The method for isolating exosomes according to [1] or [2], wherein the carrier to which the peptide is bound is used by filling a column.
[4] An exosome isolation kit for carrying out the exosome isolation method according to any one of [1] to [3], comprising the peptide, the carrier, and the dissociation buffer. An exosome isolation kit.
[5] A method for removing exosomes from a sample containing exosomes, which comprises contacting the sample with a carrier carrying a peptide containing 20 to 40 consecutive lysines through epsilon bonding. a complex forming step in which the exosome and the peptide supported on the carrier form a complex by binding, and the carrier supports the complex formed by the complex forming step. and the sample to obtain a separation liquid from which at least a portion of the exosomes have been removed from the sample.
[6] An exosome isolation column for performing the exosome isolation method described in [3] or the exosome removal method described in [5], which is filled with the carrier to which the peptide is bound. An exosome isolation column characterized by:
[7] An exosome isolated by the exosome isolation method described in any one of [1] to [3].
[8] A separated liquid obtained by the exosome removal method described in [5].

本発明の一実施形態によれば、簡便に、かつインタクトな状態で(またはインタクトに近い状態で)、多様な種類のエクソソームを単離することが可能となるという効果を奏する。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to easily isolate various types of exosomes in an intact state (or in a near-intact state).

ε-ポリリジンおよびα-ポリリジンの構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the structures of ε-polylysine and α-polylysine. 実施例1の実験操作手順の概要を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of the experimental operation procedure of Example 1. 実施例1の精製チャートおよび精製結果を示す図である。2 is a diagram showing a purification chart and purification results of Example 1. FIG. 実施例2の実験操作手順の概要を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an outline of the experimental operation procedure of Example 2. 比較例2の実験操作手順の概要を示す図である。3 is a diagram illustrating an outline of the experimental operation procedure of Comparative Example 2. FIG. 実施例2および比較例2に係る方法により単離されたエクソソームのマーカー解析結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the results of marker analysis of exosomes isolated by the method according to Example 2 and Comparative Example 2. 実施例2および比較例2に係る方法により単離されたエクソソームの比較結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the results of comparison of exosomes isolated by the method according to Example 2 and Comparative Example 2.

本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能である。本発明はまた、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。なお、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A~B」は、「A以上(Aを含みかつAより大きい)B以下(Bを含みかつBより小さい)」を意図する。 An embodiment of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. The present invention is not limited to each configuration described below, and various changes can be made within the scope of the claims. The present invention also includes embodiments and examples obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments and examples. Note that all academic literature and patent literature described in this specification are incorporated as references in this specification. In addition, unless otherwise specified in this specification, the numerical range "A to B" is intended to be "above A (including A and greater than A) and less than or equal to B (including B and less than B)."

本明細書中では、用語「ペプチド」は、「ポリペプチド」と交換可能に使用され、ペプチド結合によってアミノ酸2個以上が結合した化合物を意味する。また、「ペプチド結合」は、アミノ酸におけるα位のアミノ基とカルボキシル基との結合だけではなく、アミノ酸の側鎖に含まれるアミノ基と、α位のカルボキシル基との結合についても含む。ここで、アミノ酸の側鎖に含まれるアミノ基が、リジンにおけるε位のアミノ基である場合のペプチド結合を「イプシロン結合」という。本明細書中では、アミノ酸の表記は、適宜IUPACおよびIUBの定める1文字表記または3文字表記を使用する。 As used herein, the term "peptide" is used interchangeably with "polypeptide" and refers to a compound in which two or more amino acids are linked by a peptide bond. Furthermore, the term "peptide bond" includes not only the bond between the amino group at the α-position and the carboxyl group in an amino acid, but also the bond between the amino group included in the side chain of the amino acid and the carboxyl group at the α-position. Here, a peptide bond in which the amino group included in the side chain of an amino acid is an amino group at the ε position of lysine is referred to as an "epsilon bond." In this specification, the one-letter or three-letter notation defined by IUPAC and IUB is used as appropriate for the notation of amino acids.

〔1.エクソソームの単離方法〕
本発明の一実施形態に係るエクソソームの単離方法(以下、適宜「本発明の単離方法」という。)は、エクソソームを含む試料からエクソソームを単離する、エクソソームの単離方法であって、
前記試料と、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含むペプチドが担持された担体と、を接触させることによって、前記エクソソームと前記担体に担持された前記ペプチドとが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程、および、
前記複合体形成工程によって得られた前記複合体と、金属陽イオンを含む解離バッファーとを接触させて、前記複合体から前記エクソソームを解離させる解離工程を含んでいる。
[1. Exosome isolation method]
A method for isolating exosomes according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "isolation method of the present invention") is a method for isolating exosomes from a sample containing exosomes, comprising:
By bringing the sample into contact with a carrier carrying a peptide containing 20 to 40 consecutive lysines through epsilon bonding, the exosome and the peptide carried on the carrier are bonded. a complex forming step of forming a complex, and
The method includes a dissociation step of bringing the complex obtained by the complex formation step into contact with a dissociation buffer containing a metal cation to dissociate the exosome from the complex.

本発明の一実施形態に係るエクソソームの単離方法は、上記構成とすることから、下記(1)~(3)の効果を奏する。
(1)超遠心機等を使用する必要がないため、短時間に、かつ、簡便に、エクソソームを単離できる。
(2)イプシロン結合により連続するリジンが、比較的CD63の発現量が多いエクソソーム(CD63陽性エクソソーム)を含む多様なエクソソームの膜に結合することを利用しているため、広くエクソソームを捕捉し、単離することができる。
(3)エクソソームの膜構造および膜に存在するタンパク質の構造に影響が無い(または少ない)金属陽イオンを含む解離バッファーを用いたマイルドな(温和な)条件で、複合体からエクソソームを解離させている。そのため、エクソソームを傷つけることなく(換言すればインタクトな状態、またはインタクトに近い状態で)、複合体からエクソソームを単離することができる。
Since the method for isolating exosomes according to one embodiment of the present invention has the above configuration, it achieves the following effects (1) to (3).
(1) Since there is no need to use an ultracentrifuge or the like, exosomes can be isolated easily and in a short time.
(2) Since it utilizes the fact that consecutive lysines through epsilon binding bind to the membranes of various exosomes, including exosomes with relatively high expression levels of CD63 (CD63-positive exosomes), it can capture a wide range of exosomes and can be released.
(3) Exosomes are dissociated from the complex under mild conditions using a dissociation buffer containing metal cations that does not (or has little) effect on the membrane structure of exosomes and the structure of proteins present in the membrane. There is. Therefore, exosomes can be isolated from the complex without damaging the exosomes (in other words, in an intact state or a near-intact state).

インタクトな状態(またはインタクトに近い状態)のエクソソームを単離することによって、例えば、(1)エクソソームの生理作用等の機能解析、および(2)バイオマーカー(エクソソーム由来のタンパク質、miRNA等の核酸)等に利用することが可能である。 By isolating intact (or near-intact) exosomes, it is possible to perform, for example, (1) functional analysis of exosome physiological effects, and (2) biomarkers (exosome-derived proteins, nucleic acids such as miRNA). It is possible to use it for etc.

また、エクソソームはがん、アルツハイマー病、心筋梗塞、脳梗塞、および感染症等、幅広い疾患の治療への応用が期待されている。そのため、インタクトな状態(またはインタクトに近い状態)のエクソソームを単離することによって、単離したエクソソームそのものを、(3)治療薬、および(4)ドラッグデリバリーシステムの運搬体、として利用できる。特に、上記(3)治療薬としてのエクソソームの利用には、(A)再生医療への補助的な利用、(B)免疫制御を目的とした利用、および(C)ワクチンとしての利用等が考えられている(参考文献:実験医学、2016年、34巻、p1390-1396:エクソソームが築く次世代医療)。 In addition, exosomes are expected to be applied to the treatment of a wide range of diseases, including cancer, Alzheimer's disease, myocardial infarction, cerebral infarction, and infectious diseases. Therefore, by isolating intact (or nearly intact) exosomes, the isolated exosomes themselves can be used as (3) therapeutic agents and (4) carriers for drug delivery systems. In particular, the use of exosomes as a therapeutic drug in (3) above includes (A) supplementary use in regenerative medicine, (B) use for the purpose of immune control, and (C) use as a vaccine. (Reference: Experimental Medicine, 2016, Vol. 34, p1390-1396: Next-generation medicine built by exosomes).

上記(A)~(C)について具体例を挙げて説明する。間葉系幹細胞(mesenchymal stem/stromal cell;MSC)由来のエクソソームは、最も研究されているエクソソームである。MSC由来のエクソソームは、細胞分裂の促進作用、抗アポトーシス作用、および抗炎症作用を持つことが知られている。これにより、損傷組織の周囲の組織の2次的な損傷を低減することが可能であり、損傷組織の回復を促進することができる。そのため、皮膚および肝臓の再生、並びに心筋梗塞からの回復等の多くの疾患への応用が期待されている((A)再生医療への補助的な利用)。また、MSC由来のエクソソームには、複合的な免疫制御作用があり、自己免疫疾患の治療、および臓器移植後の免疫制御への応用が期待されている((B)免疫制御を目的とした利用)。 The above (A) to (C) will be explained by giving specific examples. Exosomes derived from mesenchymal stem/stromal cells (MSCs) are the most studied exosomes. MSC-derived exosomes are known to have cell division-promoting effects, anti-apoptotic effects, and anti-inflammatory effects. Thereby, it is possible to reduce secondary damage to tissues surrounding the damaged tissue, and it is possible to promote recovery of the damaged tissue. Therefore, it is expected to be applied to many diseases such as skin and liver regeneration and recovery from myocardial infarction ((A) auxiliary use in regenerative medicine). In addition, MSC-derived exosomes have complex immunoregulatory effects, and are expected to be applied to the treatment of autoimmune diseases and immune regulation after organ transplantation ((B) Use for immune regulation) ).

また、抗原提示細胞にがん抗原ペプチドを反応させた後に回収した、抗原提示細胞から分泌されたエクソソームには、抗原ペプチドが提示されており、CD4およびCD8T細胞を活性化する作用がある。また、がん細胞由来のエクソソームを直接抗原として使用することによって、当該エクソソームをワクチンとして利用することも考えられている((C)ワクチンとしての利用)。 In addition, exosomes secreted from antigen-presenting cells, which are collected after reacting antigen-presenting cells with cancer antigen peptides, present antigenic peptides and have the effect of activating CD4 + and CD8 + T cells. be. Furthermore, it is also considered to use exosomes derived from cancer cells as vaccines by directly using them as antigens ((C) Use as vaccines).

特に、本発明の単離方法により効率的に単離できるCD63陽性エクソソームは、腫瘍化した細胞から多く分泌されることが知られている。本発明の単離方法は、比較的CD9の発現量が多いエクソソーム(CD9陽性エクソソーム)およびCD63陽性エクソソーム等を含む、多様な種類のエクソソームを網羅的に単離できる。したがって、本発明の単離方法により単離されたエクソソームによれば、上記(1)エクソソームの生理作用等の機能解析について、より網羅的かつ漏れの少ない解析が実現できる。特にがん分野においては、上記(1)エクソソームの生理作用等の機能解析によるがん病態の解明等への効果的な利用が期待できる。 In particular, it is known that CD63-positive exosomes, which can be efficiently isolated by the isolation method of the present invention, are secreted in large quantities from tumorous cells. The isolation method of the present invention can comprehensively isolate various types of exosomes, including exosomes with a relatively high expression level of CD9 (CD9-positive exosomes), CD63-positive exosomes, and the like. Therefore, according to the exosomes isolated by the isolation method of the present invention, more comprehensive and less omitted analysis can be realized in the above (1) functional analysis of exosome physiological effects and the like. Particularly in the field of cancer, effective use can be expected in (1) elucidation of cancer pathology through functional analysis of physiological effects of exosomes.

また、本発明の単離方法により単離されたエクソソームは、上記(2)バイオマーカーとして利用することで、がん診断ツールとしての効果的な利用が期待できる。さらに、上記(3)治療薬、および上記(4)ドラッグデリバリーシステムの運搬体としての利用についても、より多様な種類のエクソソームを単離できることにより、応用可能な範囲が広がることが期待できる。 In addition, the exosomes isolated by the isolation method of the present invention can be expected to be effectively used as a cancer diagnostic tool by using them as the above-mentioned (2) biomarkers. Furthermore, the ability to isolate more diverse types of exosomes can be expected to expand the range of possible applications for use as a carrier for the above (3) therapeutic drugs and the above (4) drug delivery system.

以下では、本発明の一実施形態に係るエクソソームの単離方法に用いられる材料についてまずは説明し、続いて、エクソソームの単離方法の各工程について説明する。 Below, the materials used in the exosome isolation method according to one embodiment of the present invention will be explained first, and then each step of the exosome isolation method will be explained.

〔1-1.材料〕
(試料)
本発明の単離方法において、「エクソソームを含む試料」(本明細書中では、単に試料とも称する)とはエクソソームを含む混合物であれば、その他の構成は特に限定されず、例えば、エクソソームを含む生物学的試料が挙げられる。
[1-1. material〕
(sample)
In the isolation method of the present invention, the "sample containing exosomes" (herein also simply referred to as sample) is not particularly limited in other compositions as long as it is a mixture containing exosomes. Examples include biological samples.

本明細書中では、「生物学的試料」とは、生物の体内から採取された検体を意味する。生物学的試料としては、例えば、血液、血漿、血清、唾液、尿、涙液、汗、母乳、羊水、脳脊髄液(髄液)、骨髄液、胸水、腹水、関節液、眼房水、硝子体液等が含まれるがこれらに限定されない。生物学的試料の選択は、目的に応じて、当業者により適宜設定され得る。例えば、採取の容易さの観点からは、血液、血漿、血清、唾液、尿等が好ましく用いられる。 As used herein, "biological sample" means a specimen collected from the body of an organism. Biological samples include, for example, blood, plasma, serum, saliva, urine, lacrimal fluid, sweat, breast milk, amniotic fluid, cerebrospinal fluid (cerebrospinal fluid), bone marrow fluid, pleural fluid, ascites fluid, synovial fluid, aqueous humor, These include, but are not limited to, vitreous humor and the like. The selection of biological samples can be appropriately determined by those skilled in the art depending on the purpose. For example, from the viewpoint of ease of collection, blood, plasma, serum, saliva, urine, etc. are preferably used.

本発明の一実施形態では、生物学的試料の由来は、エクソソームを保有する生物種由来であれば別段限定されない。生物学的試料の由来となる生物種としては、例えば哺乳類が好ましい。哺乳類の例としては、マウス(Mus musculus)、ウシ(Bos Taurus)、ヒト(Homo sapiens)等が挙げられる。 In one embodiment of the present invention, the origin of the biological sample is not particularly limited as long as it is derived from a biological species that possesses exosomes. The biological species from which the biological sample is derived is preferably, for example, a mammal. Examples of mammals include mice (Mus musculus), cows (Bos Taurus), humans (Homo sapiens), and the like.

(ペプチド)
本発明の単離方法において利用するペプチド(以下、適宜「本発明のペプチド」という。)は、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジン(「リシン」ともいう。)を含むペプチドであって、試料中のエクソソームと結合することができる。特に、このようなペプチドであればCD63陽性エクソソームと好適に結合することができる。
(peptide)
The peptide used in the isolation method of the present invention (hereinafter appropriately referred to as the "peptide of the present invention") is a peptide containing 20 to 40 lysines (also referred to as "lysine") consecutively formed by epsilon bonds. Therefore, it can bind to exosomes in the sample. In particular, such a peptide can suitably bind to CD63-positive exosomes.

本発明の発明者らは、本発明のペプチドが、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含むことによって、本発明のペプチドはCD63陽性エクソソームを含む多様なエクソソームと結合できることを見出した。また、本発明の発明者らは、上述の特許文献1に記載のエクソソームの単離方法では、CD9陽性エクソソームが、CD63陽性エクソソームよりも優先的に単離されることを見出した(後述の比較例2参照)。すなわち、イプシロン結合により連続するリジンは、α位のアミノ基およびカルボキシル基により結合するペプチド結合(「アルファ結合」ともいう。)により連続するリジンよりも、CD63陽性エクソソームとの結合親和性が高い。これは、本発明の発明者らによる鋭意研究により見出された知見である。したがって、本発明の単離方法によれば、CD63陽性エクソソームを容易に単離できる。 The inventors of the present invention have discovered that the peptide of the present invention can bind to various exosomes including CD63-positive exosomes because the peptide of the present invention contains 20 to 40 consecutive lysines through epsilon binding. Ta. In addition, the inventors of the present invention found that in the method for isolating exosomes described in Patent Document 1, CD9-positive exosomes are isolated preferentially over CD63-positive exosomes (see Comparative Example below). (see 2). That is, lysines connected by epsilon bonds have a higher binding affinity with CD63-positive exosomes than lysines connected by peptide bonds (also referred to as "alpha bonds") connected by α-position amino groups and carboxyl groups. This is a finding discovered through intensive research by the inventors of the present invention. Therefore, according to the isolation method of the present invention, CD63-positive exosomes can be easily isolated.

本発明のペプチドと結合するエクソソームは、CD63陽性エクソソームの含有量が、CD9陽性エクソソームの含有量の10%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の15%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の20%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量25%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の30%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の35%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の40%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の45%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の50%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の55%以上であり、より好ましくはCD9陽性エクソソームの含有量の60%以上である。 In the exosomes that bind to the peptide of the present invention, the content of CD63-positive exosomes is 10% or more of the content of CD9-positive exosomes, more preferably 15% or more of the content of CD9-positive exosomes, and more preferably The content of CD9-positive exosomes is 20% or more, more preferably the content of CD9-positive exosomes is 25% or more, more preferably 30% or more of the content of CD9-positive exosomes, and more preferably CD9-positive exosomes. 35% or more of the content of CD9-positive exosomes, more preferably 40% or more of the content of CD9-positive exosomes, more preferably 45% or more of the content of CD9-positive exosomes, and more preferably content of CD9-positive exosomes. The content is 50% or more of the amount, more preferably 55% or more of the content of CD9-positive exosomes, and more preferably 60% or more of the content of CD9-positive exosomes.

図1に示すように、イプシロン結合により連続するリジン(ε-ポリリジン)の側鎖に含まれるアミノ基は、アルファ結合により連続する複数のリジン(α-ポリリジン)の側鎖に含まれるアミノ基よりも、ポリペプチドの主鎖に近い位置に配置される。このように、同じリジンであっても、ペプチド結合の部位が違うとポリペプチドの構造が大きく異なる。これにより、イプシロン結合により連続するリジンと、α結合により連続するリジンとの間で、エクソソームに対する結合性の違いが生じると考えられる。 As shown in Figure 1, the amino groups contained in the side chains of lysines (ε-polylysine) that are connected by epsilon bonds are stronger than the amino groups contained in the side chains of multiple lysines (α-polylysines) that are connected by alpha bonds. is also located close to the backbone of the polypeptide. In this way, even if the lysine is the same, the structure of the polypeptide differs greatly if the peptide bonding site is different. This is thought to cause a difference in binding to exosomes between lysines that are continuous by epsilon bonds and lysines that are continuous by α bonds.

本発明のペプチドは、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含んでいればエクソソームを単離できる程度の結合強度を持ってエクソソームに結合することができる。本発明のペプチドは、イプシロン結合により連続する20個以上のリジンを含むことが好ましく、イプシロン結合により連続する25個以上のリジンを含むことがより好ましく、イプシロン結合により連続する30個以上のリジンを含むことがより好ましく、イプシロン結合により連続する35個以上のリジンを含むことがより好ましい。また、本発明のペプチドに含まれる、イプシロン結合により連続するリジンは40個以下であることが好ましい。本発明のペプチドが上記構成を有することによって、当該ペプチドは、エクソソームとより結合しやすくなるという利点を有する。 The peptide of the present invention can bind to exosomes with a binding strength sufficient to isolate exosomes if it contains 20 to 40 consecutive lysines through epsilon binding. The peptide of the present invention preferably contains 20 or more lysines connected by epsilon bonds, more preferably 25 or more lysines connected by epsilon bonds, and 30 or more lysines connected by epsilon bonds. It is more preferable to contain 35 or more lysines, and more preferably to contain 35 or more lysines connected by epsilon bond. Further, it is preferable that the number of consecutive lysines contained in the peptide of the present invention through epsilon bonds is 40 or less. When the peptide of the present invention has the above structure, it has the advantage that it becomes easier to bind to exosomes.

本発明のペプチドは、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含む限り、その他の構成は特に限定されず、リジンのみからなるペプチドであってもよく、またリジン以外のアミノ酸を含むペプチドであってもよい。さらには、本発明のペプチドは糖鎖またはイソプレノイド基等のペプチド以外の構造をさらに含む複合ペプチドであってもよい。本発明のペプチドに含まれるアミノ酸は修飾されていてもよい。また本発明のペプチドに含まれるアミノ酸はL型であっても、D型であってもよい。 The peptide of the present invention is not particularly limited in other configurations as long as it contains 20 to 40 consecutive lysines through epsilon bonds, and may be a peptide consisting only of lysine or may contain amino acids other than lysine. It may also be a peptide. Furthermore, the peptide of the present invention may be a complex peptide that further contains a structure other than the peptide, such as a sugar chain or an isoprenoid group. Amino acids contained in the peptides of the present invention may be modified. Furthermore, the amino acids contained in the peptide of the present invention may be of L type or D type.

本発明のペプチドは、当該分野において公知の任意の手法に従って容易に作製され得、例えば、微生物により産生される天然ペプチドとして発現されてよい。イプシロン結合により連続するリジンを生産する微生物については、例えば参考文献(Shima, S. and Sakai H. (1977). Polylysine produced by Streptomyces. Agricultural and Biological Chemistry 41: 1807-1809)に記載されている。また、ペプチドの発現ベクターが導入された形質転換体によって発現されても、化学合成されてもよい。すなわち、本発明のペプチドをコードするポリヌクレオチドもまた、本発明の範囲内である。化学合成法としては、液相法を挙げることができる。また市販されているε-ポリリジンを本発明のペプチドとして利用可能である。 The peptides of the invention may be readily made according to any technique known in the art, and may be expressed, for example, as natural peptides produced by microorganisms. Microorganisms that produce consecutive lysines through epsilon bonds are described, for example, in the reference (Shima, S. and Sakai H. (1977). Polylysine produced by Streptomyces. Agricultural and Biological Chemistry 41: 1807-1809). Furthermore, the peptide may be expressed by a transformant into which an expression vector for the peptide has been introduced, or may be chemically synthesized. That is, polynucleotides encoding the peptides of the invention are also within the scope of the invention. As a chemical synthesis method, a liquid phase method can be mentioned. Furthermore, commercially available ε-polylysine can be used as the peptide of the present invention.

本発明のペプチドは、最小で20個のリジンからなり得るため、本発明のペプチドの分子量の下限は2581.42[=(146.19×20)-(18.02×19)]であるといえる。本発明のペプチドの分子量の上限は特に限定されるものではないが、溶解性および粘度等の操作性の観点からは300000程度が上限であるといえる。 Since the peptide of the present invention can consist of at least 20 lysines, the lower limit of the molecular weight of the peptide of the present invention is 2581.42 [=(146.19×20)−(18.02×19)]. I can say that. Although the upper limit of the molecular weight of the peptide of the present invention is not particularly limited, it can be said that about 300,000 is the upper limit from the viewpoint of operability such as solubility and viscosity.

本発明のペプチドは、単一の分子量を有するペプチドからなるものであっても、それぞれ異なった分子量を有するペプチドの混合物からなるものであってもよい。 The peptide of the present invention may be composed of a peptide having a single molecular weight, or may be composed of a mixture of peptides having different molecular weights.

(担体)
本発明の単離方法において利用する担体(以下適宜「本発明の担体」という。)は、本発明のペプチドが担持可能な担体を意味する。本発明の担体は、エクソソームに結合した本発明のペプチドと結合しエクソソーム-本発明のペプチド-本発明の担体の順で結合した複合体を形成し得る。
(carrier)
The carrier used in the isolation method of the present invention (hereinafter appropriately referred to as "the carrier of the present invention") means a carrier that can support the peptide of the present invention. The carrier of the present invention can bind to the peptide of the present invention bound to exosomes to form a complex in which the exosomes, the peptide of the present invention, and the carrier of the present invention are bound in this order.

本発明の単離方法では、担体を用いることによって、エクソソームを含む複合体を効率的かつ簡便に単離することが可能となる。 In the isolation method of the present invention, by using a carrier, it becomes possible to efficiently and easily isolate a complex containing exosomes.

担体は、本発明のペプチドを直接的または間接的に担持(保持)できる構造物であれば、その他の構成は特に限定されない。本発明の担体としては、担体に結合する本発明のペプチドの機能を弱めない支持体であることが好ましく、例えば、ガラス、ナイロンメンブレン、半導体ウェハー、ラテックス粒子、セルロース粒子、マイクロビーズ、シリカビーズ、磁性ビーズ等が挙げられる。本発明の担体としては、エクソソームを含む複合体の回収およびエクソソームの単離を容易に行なうことができるという点で、カラム精製に適したセルロース粒子であることが好ましい。セルロース粒子はタンパク質、DNA、細胞等の分離精製において広く使用されており、当業者であれば十分に理解し得る担体である。 The structure of the carrier is not particularly limited as long as it is a structure that can directly or indirectly support (retain) the peptide of the present invention. The carrier of the present invention is preferably a support that does not weaken the function of the peptide of the present invention bound to the carrier, such as glass, nylon membrane, semiconductor wafer, latex particles, cellulose particles, microbeads, silica beads, Examples include magnetic beads. The carrier of the present invention is preferably cellulose particles, which are suitable for column purification because they allow easy recovery of complexes containing exosomes and isolation of exosomes. Cellulose particles are widely used in the separation and purification of proteins, DNA, cells, etc., and are a carrier that can be fully understood by those skilled in the art.

ペプチドと担体との結合態様は、別段限定されず、周知の態様であってよい。また、ペプチドと担体との結合は直接的であっても間接的であってもよい。また、ペプチドと担体との結合は、ポリペプチドからなるリンカーを介してもよい。 The mode of binding the peptide and the carrier is not particularly limited, and may be a well-known mode. Further, the binding between the peptide and the carrier may be direct or indirect. Furthermore, the peptide and the carrier may be bonded via a linker made of a polypeptide.

担体と結合するペプチドの種類は、一種類であってもよいし、複数種類の組み合わせであってもよい。複数種類のペプチドが組み合わせて用いられる場合、その組み合わせは別段限定されない。 The type of peptide that binds to the carrier may be one type or a combination of multiple types. When multiple types of peptides are used in combination, the combination is not particularly limited.

なお本発明のペプチドは、ビオチン化して、本発明の担体に保持されたストレプトアビジンに結合させてもよい。 Note that the peptide of the present invention may be biotinylated and bound to streptavidin held on the carrier of the present invention.

(解離バッファー)
本発明の単離方法では、後述する解離工程において、複合体と金属陽イオンを含む解離バッファー(以下、適宜「本発明の解離バッファー」という。)とを接触させることによって、複合体からエクソソームを解離させ、エクソソームを単離する。本発明の解離バッファーはタンパク質変性剤等を含むことなく、マイルドな(温和な)条件でエクソソームを複合体から解離させることができるため、エクソソームをインタクトな状態(インタクトに近い状態)で単離することができる。このようなマイルドな解離バッファーで、本発明のペプチドとエクソソームとの結合を解離させることができるということを見出したのは本発明者らが初めてであり、この新規知見を知らない当業者は本発明に容易に想到することはできない。またエクソソームをインタクトな状態(インタクトに近い状態)で簡便に単離することができるという効果は、本発明の顕著かつ有利な効果である。
(dissociation buffer)
In the isolation method of the present invention, exosomes are separated from the complex by bringing the complex into contact with a dissociation buffer containing metal cations (hereinafter referred to as "the dissociation buffer of the present invention") in the dissociation step described below. Dissociate and isolate exosomes. The dissociation buffer of the present invention does not contain protein denaturants and can dissociate exosomes from complexes under mild conditions, so exosomes can be isolated in an intact state (nearly intact state). be able to. The present inventors are the first to discover that the binding between the peptide of the present invention and exosomes can be dissociated using such a mild dissociation buffer, and those skilled in the art who are unaware of this new finding should Inventions cannot be easily conceived. Further, the effect that exosomes can be easily isolated in an intact state (nearly intact state) is a remarkable and advantageous effect of the present invention.

本発明の解離バッファーに含まれる金属陽イオンとしては、特に限定されず、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、銀イオン、および銅(I)イオン等の1価の金属陽イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、ニッケルイオン、バリウムイオン、銅(II)イオン、鉄(II)イオン、スズ(II)イオン、コバルト(II)イオン、および鉛(II)イオン等の2価の金属陽イオン、ならびにアルミニウムイオン、および鉄(III)イオン等の3価の金属陽イオン、等が挙げられる。本発明の解離バッファーに含まれる金属陽イオンとしては、これら金属陽イオンの中でも、水溶性が高いことから、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、亜鉛イオン、およびニッケルイオンが好ましい。さらに、複合体からエクソソームを十分に解離させることができることから、本発明の解離バッファーは、上述した金属陽イオンの中でもナトリウムイオン、カリウムイオン、もしくはマグネシウムイオンを、単独でまたは組み合わせて含むことが好ましい。 The metal cations contained in the dissociation buffer of the present invention are not particularly limited, and include, for example, monovalent metal cations such as sodium ions, potassium ions, lithium ions, silver ions, and copper (I) ions, and magnesium ions. , divalent metal cations such as calcium ions, zinc ions, nickel ions, barium ions, copper (II) ions, iron (II) ions, tin (II) ions, cobalt (II) ions, and lead (II) ions. ions, and trivalent metal cations such as aluminum ions and iron (III) ions. Among these metal cations, sodium ions, potassium ions, magnesium ions, zinc ions, and nickel ions are preferred as the metal cations contained in the dissociation buffer of the present invention, since they have high water solubility. Furthermore, since exosomes can be sufficiently dissociated from the complex, the dissociation buffer of the present invention preferably contains sodium ions, potassium ions, or magnesium ions among the above-mentioned metal cations, either alone or in combination. .

本発明の単離方法の目的は、簡便に、かつインタクトな状態で(またはインタクトに近い状態で)エクソソームを単離することである。よって、本発明の単離方法において「インタクトな状態で(またはインタクトに近い状態で)エクソソームを単離する」とは、エクソソームを傷つけることなく(ほぼ傷つけることなく)、試料中のエクソソームを、試料中のエクソソーム以外の物質(例えばタンパク質等)から分離し、単離することを意味する。換言すれば、本発明の単離方法において「インタクトな状態で(またはインタクトに近い状態で)エクソソームを単離する」とは、エクソソームの膜構造(具体的には脂質二重膜構造)を保った状態(ほぼ保った状態)で、および、膜に存在するタンパク質の構造を保った状態(ほぼ保った状態)で、試料中のエクソソームを、試料中のエクソソーム以外の物質と分離し、単離することを意味する。 The purpose of the isolation method of the present invention is to easily isolate exosomes in an intact state (or in a near-intact state). Therefore, in the isolation method of the present invention, "isolating exosomes in an intact state (or in a near-intact state)" means to isolate exosomes in a sample without damaging them (almost without damaging them). It means separating and isolating substances other than exosomes (e.g. proteins, etc.) inside. In other words, in the isolation method of the present invention, "isolating exosomes in an intact state (or in a near-intact state)" means that the membrane structure (specifically, the lipid bilayer membrane structure) of the exosomes is maintained. Exosomes in the sample are separated from substances other than exosomes in the sample and isolated while the structure of the proteins present in the membrane is maintained (almost preserved) and the structure of the proteins present in the membrane is preserved (almost preserved). It means to do.

解離バッファーは、エクソソームの膜構造および膜に存在するタンパク質の構造に影響を与えない範囲において、金属陽イオン以外の物質を含んでいてもよい。 The dissociation buffer may contain substances other than metal cations as long as they do not affect the membrane structure of exosomes and the structure of proteins present in the membrane.

解離バッファーにおける金属陽イオンの濃度は、複合体からエクソソームを解離させることが可能であり、かつ、エクソソームの膜構造および膜に存在するタンパク質の構造に影響を与えない限り、特に限定されない。つまり、使用する本発明のペプチドとエクソソームとの結合強度、および金属陽イオンの種類(価数)等に応じて最適な陽イオンの濃度は変わり得る為、適宜最適な濃度を検討の上、決定すればよい。なお、本発明の解離バッファーにおける金属陽イオンの濃度は、特に限定されるものではないが、例えば、0.01M~5Mであることが好ましく、0.05M~2Mであることがより好ましく、0.1M~1Mであることがさらに好ましく、0.2M~0.7Mであることがさらに好ましく、0.2~0.4Mであることが特に好ましい。 The concentration of metal cations in the dissociation buffer is not particularly limited as long as it can dissociate exosomes from the complex and does not affect the membrane structure of exosomes and the structure of proteins present in the membrane. In other words, the optimal cation concentration may vary depending on the binding strength between the peptide of the present invention and exosomes used, the type (valence) of the metal cation, etc., so the optimal concentration should be determined after considering the appropriate concentration. do it. Note that the concentration of metal cations in the dissociation buffer of the present invention is not particularly limited, but for example, it is preferably 0.01M to 5M, more preferably 0.05M to 2M, and It is more preferably from .1M to 1M, even more preferably from 0.2M to 0.7M, particularly preferably from 0.2 to 0.4M.

また、解離バッファーのpHは適宜設定され得る。解離バッファーのpHは、5~10であることが好ましく、6~9であることがより好ましく、7~8であることがさらに好ましく、7.3~7.5であることが特に好ましい。解離バッファーのpHが上記範囲であれば、エクソソームの膜構造および膜に存在するタンパク質の構造に影響を与えないため好ましい。 Further, the pH of the dissociation buffer can be set as appropriate. The pH of the dissociation buffer is preferably 5 to 10, more preferably 6 to 9, even more preferably 7 to 8, and particularly preferably 7.3 to 7.5. It is preferable that the pH of the dissociation buffer is within the above range because it does not affect the membrane structure of exosomes and the structure of proteins present in the membrane.

〔1-2.工程〕
(複合体形成工程)
本発明の単離方法に含まれる複合体形成工程(以下、適宜「本発明の複合体形成工程」という。)は、エクソソームを含む試料と、本発明の担体に担持された本発明のペプチドとを接触させることによって、前記エクソソームと前記担体に担持された前記ペプチドとが結合してなる複合体(エクソソーム-本発明のペプチド-本発明の担体の順で結合した複合体。以下、適宜「本発明の複合体」という。)を形成させる複合体形成工程である。試料と、本発明の担体に担持された本発明のペプチドとを接触させる方法としては、試料中のエクソソームと本発明の担体に担持された本発明のペプチドとが結合し、本発明の複合体を形成できるような条件下で行なわれるものであれば、その他の方法は限定されない。
[1-2. Process]
(Complex formation process)
The complex formation step included in the isolation method of the present invention (hereinafter referred to as the "complex formation step of the present invention") is a process in which a sample containing exosomes and the peptide of the present invention supported on the carrier of the present invention are A complex formed by binding the exosome and the peptide supported on the carrier (a complex in which the exosome - the peptide of the present invention - the carrier of the present invention are bound in this order; hereinafter referred to as "the present invention" as appropriate) This is a complex forming step in which a compound of the invention is formed. The method of contacting the sample with the peptide of the present invention supported on the carrier of the present invention is such that the exosomes in the sample and the peptide of the present invention supported on the carrier of the present invention bind to each other, thereby forming the complex of the present invention. Other methods are not limited as long as they are carried out under conditions that allow the formation of.

例えば、エクソソームを含む試料と本発明の担体に担持された本発明のペプチドとの接触において、例えば柱状または円筒状の容器(カラム)に本発明のペプチドが担持された本発明の担体を充填することによって調製したカラム(本明細書中では、「ペプチドカラム」という。)を用いる方法が挙げられる。当該ペプチドカラムに試料を含む溶液を通液させることによって、試料と本発明の担体に担持された本発明のペプチドとを接触させ、本発明の複合体を得ることが可能である。この場合、本発明のペプチドが本発明の担体に予め担持された、市販のεポリペプチド担体等を用い、当該εポリペプチド担体等をカラムに充填することによって、ペプチドカラムを作製してもよい。 For example, in contacting a sample containing exosomes with the peptide of the present invention supported on the carrier of the present invention, for example, a columnar or cylindrical container (column) is filled with the carrier of the present invention on which the peptide of the present invention is supported. A method using a column (herein referred to as a "peptide column") prepared by the following method is mentioned. By passing a solution containing a sample through the peptide column, it is possible to bring the sample into contact with the peptide of the present invention supported on the carrier of the present invention, thereby obtaining the complex of the present invention. In this case, a peptide column may be prepared by using a commercially available epsilon polypeptide carrier, etc. in which the peptide of the present invention is preliminarily supported on the carrier of the present invention, and filling the column with the epsilon polypeptide carrier, etc. .

ペプチドカラムと試料との接触時間は、試料中のエクソソームと本発明の担体に担持された本発明のペプチドとが本発明の複合体を形成するために十分な時間であることが好ましい。上記時間は、試料を含む溶液の通液速度、または、当該溶液を添加してから通過を開始するまでの時間等を調整することによって、適宜設定できる。 The contact time between the peptide column and the sample is preferably sufficient for the exosomes in the sample and the peptide of the present invention supported on the carrier of the present invention to form the complex of the present invention. The above-mentioned time can be set as appropriate by adjusting the flow rate of the solution containing the sample, the time from the addition of the solution to the start of passage, etc.

前記ペプチドカラムに試料溶液を通液させるための物理的方法は従来公知の方法を用いることが可能である。例えば、以下(1)~(3)の方法が挙げられる。
(1)鉛直方向に載置されたペプチドカラム上に、前記試料溶液を添加し、重力によってペプチドカラム内に前記試料溶液を通液させる方法。
(2)ペプチドカラムの一方に前記試料溶液を添加し、試料溶液を添加した方向から加圧するか、または、試料溶液を添加した方向とは逆の方向から吸引することによって、ペプチドカラム内に前記試料溶液を通液させる方法。
(3)ペプチドカラムの一方に試料溶液を添加した後、当該ペプチドカラムを遠心チューブ内に装填し、当該遠心チューブを遠心分離することによって、ペプチドカラム内に前記試料溶液を通液させる方法。なお、上記(3)の方法は、いわゆる従来公知のスピンカラムを用いた方法である。すなわち、本発明の担体を充填するカラムは、スピンカラムであってもよい。
A conventionally known physical method can be used for passing the sample solution through the peptide column. Examples include methods (1) to (3) below.
(1) A method in which the sample solution is added onto a peptide column placed vertically, and the sample solution is passed through the peptide column by gravity.
(2) Add the sample solution to one side of the peptide column and apply pressure from the direction in which the sample solution was added, or by suctioning from the direction opposite to the direction in which the sample solution was added. A method of passing sample solution through.
(3) A method of adding a sample solution to one side of a peptide column, loading the peptide column into a centrifuge tube, and centrifuging the centrifuge tube, thereby passing the sample solution through the peptide column. Note that the method (3) above is a method using a so-called conventionally known spin column. That is, the column filled with the carrier of the present invention may be a spin column.

また、複合体形成工程は、カラムを用いずに、本発明のペプチドと本発明の担体と試料とを接触させた後にエクソソーム-本発明のペプチド-本発明の担体の順で結合した複合体を形成させてもよい。この場合、本発明の担体としては磁気ビーズを用いてもよい。 In addition, the complex formation step involves contacting the peptide of the present invention, the carrier of the present invention, and the sample without using a column, and then forming a complex in which the exosomes, the peptide of the present invention, and the carrier of the present invention are bound in this order. It may be formed. In this case, magnetic beads may be used as the carrier of the present invention.

(洗浄工程)
本発明の単離方法には、洗浄工程が含まれていることが好ましい。
(Washing process)
Preferably, the isolation method of the present invention includes a washing step.

洗浄工程は、カラム中等の本発明の複合体を、適当な洗浄液を用いて、適当な回数洗浄する工程である。洗浄工程は、当該複合体が解離しない条件下で行なわれるものであれば、使用される洗浄液の種類および洗浄回数等は特に限定されない。 The washing step is a step in which the complex of the present invention, such as a column, is washed an appropriate number of times using an appropriate washing solution. As long as the washing step is carried out under conditions that do not dissociate the complex, the type of washing liquid used, the number of washings, etc. are not particularly limited.

洗浄工程で使用される洗浄液としては、例えば、生理食塩水またはリン酸緩衝生理食塩水(Phosphate buffered saline、PBS)が挙げられる。 Examples of the washing liquid used in the washing step include physiological saline and phosphate buffered saline (PBS).

本発明の複合体形成工程において、ペプチドカラムまたは担体カラムを用いた場合には、本発明の複合体が形成された後のカラムに対して前記洗浄液を適当量通液すればよい。 In the complex forming step of the present invention, when a peptide column or a carrier column is used, an appropriate amount of the washing solution may be passed through the column after the complex of the present invention is formed.

(解離工程)
本発明の単離方法に含まれる解離工程(以下、適宜「本発明の解離工程」という。)は、前記複合体形成工程によって得られた本発明の複合体と、金属陽イオンを含む本発明の解離バッファーとを接触させて、本発明の複合体からエクソソームを解離させる工程である。
(Dissociation step)
The dissociation step included in the isolation method of the present invention (hereinafter referred to as the "dissociation step of the present invention") is a method for combining the complex of the present invention obtained by the complex formation step and the present invention containing a metal cation. This is a step of dissociating exosomes from the complex of the present invention by contacting the complex with a dissociation buffer of the present invention.

本発明の複合体と本発明の解離バッファーとを接触させる方法としては、本発明の複合体からエクソソームを解離させるような条件下で行なわれるものであれば、その他の方法は限定されない。例えば、複合体形成工程において本発明の複合体が形成されたカラムに、本発明の解離バッファーを通液させることによって、本発明の複合体と本発明の解離バッファーとを接触させることが可能である。カラムへ本発明の解離バッファーを通液させるための物理的方法としては、(複合体形成工程)の項に記載した(1)~(3)の方法が挙げられる。カラムと本発明の解離バッファーとを接触させた場合には、エクソソームは複合体から解離され当該解離バッファーへ移動する。従って、カラム通液後の解離バッファーを単離することによって、エクソソームを単離することができる。 The method for bringing the complex of the present invention into contact with the dissociation buffer of the present invention is not limited to any other method as long as it is carried out under conditions that dissociate exosomes from the complex of the present invention. For example, it is possible to bring the complex of the present invention into contact with the dissociation buffer of the present invention by passing the dissociation buffer of the present invention through a column on which the complex of the present invention has been formed in the complex formation step. be. Physical methods for passing the dissociation buffer of the present invention through the column include methods (1) to (3) described in the section (complex formation step). When the column and the dissociation buffer of the present invention are brought into contact, the exosomes are dissociated from the complex and migrate to the dissociation buffer. Therefore, exosomes can be isolated by isolating the dissociation buffer after passing through the column.

カラム中の担体と解離バッファーとの接触時間は、本発明の複合体からエクソソームが解離するために十分な時間であることが好ましい。上記時間は、解離バッファーの通液速度、または、解離バッファーを添加してから通過を開始するまでの時間等を調整することによって、適宜設定できる。 The contact time between the carrier and the dissociation buffer in the column is preferably a sufficient time for exosomes to dissociate from the complex of the present invention. The above-mentioned time can be set as appropriate by adjusting the flow rate of the dissociation buffer, the time from the addition of the dissociation buffer to the start of passage, and the like.

また、カラムを用いない場合には、本発明の複合体を含む容器に本発明の解離バッファーを添加し、混合させる方法であってもよい。本発明の複合体と本発明の解離バッファーとの接触によって、エクソソームは本発明の複合体から解離され、当該解離バッファーへ移動する。そして、当該解離バッファーと本発明の担体とを分離し当該解離バッファーを単離することにより、エクソソームを単離することができる。 Alternatively, when a column is not used, the dissociation buffer of the present invention may be added to a container containing the complex of the present invention and mixed. By contacting the complex of the present invention with the dissociation buffer of the present invention, exosomes are dissociated from the complex of the present invention and transferred to the dissociation buffer. Then, by separating the dissociation buffer and the carrier of the present invention and isolating the dissociation buffer, exosomes can be isolated.

本発明の解離工程において、本発明のペプチドは、本発明の担体に結合されたままでいてもよく、本発明の担体から解離されていてもよい。また、上記分離の後、単離された解離バッファー中に本発明のペプチドが含まれていてもよい。エクソソームをより純度高く単離する観点から、本発明の解離工程において本発明のペプチドは本発明の担体に結合されたままでいることが好ましく、上記分離の後、単離された解離バッファー中に本発明のペプチドが含まれていないことが好ましい。 In the dissociation step of the present invention, the peptide of the present invention may remain bound to the carrier of the present invention or may be dissociated from the carrier of the present invention. Further, after the above separation, the peptide of the present invention may be contained in the isolated dissociation buffer. From the viewpoint of isolating exosomes with higher purity, it is preferable that the peptide of the present invention remains bound to the carrier of the present invention in the dissociation step of the present invention, and after the above separation, the peptide of the present invention is added to the isolated dissociation buffer. Preferably, the peptide of the invention is not included.

なお、本発明の単離方法によって単離されたエクソソームについても、本発明の技術的範囲に含まれる。 Note that exosomes isolated by the isolation method of the present invention are also included within the technical scope of the present invention.

〔2.エクソソームの除去方法〕
本発明の一実施形態に係るエクソソームの除去方法(以下、適宜「本発明の除去方法」という。)は、エクソソームを含む試料からエクソソームを除去する、エクソソームの除去方法であって、
前記試料と、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含むペプチドが担持された担体と、を接触させることによって、前記エクソソームと前記担体に担持された前記ペプチドとが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程、および、
前記複合体形成工程によって形成された前記複合体を担持する前記担体と、前記試料とを分離して、前記試料から前記エクソソームの少なくとも一部が除去された分離液を得る分離工程を含んでいる。
[2. How to remove exosomes]
A method for removing exosomes according to an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "removal method of the present invention" as appropriate) is a method for removing exosomes from a sample containing exosomes, comprising:
By bringing the sample into contact with a carrier carrying a peptide containing 20 to 40 consecutive lysines through epsilon bonding, the exosome and the peptide carried on the carrier are bonded. a complex forming step of forming a complex, and
The method includes a separation step of separating the sample from the carrier supporting the complex formed in the complex formation step to obtain a separated liquid from which at least a portion of the exosomes have been removed from the sample. .

本発明の一実施形態に係るエクソソームの除去方法は、上記構成とすることから、下記(1)および(2)の効果を奏する。
(1)超遠心機等を使用する必要がないため、短時間に、かつ、簡便に、エクソソームを除去できる。
(2)イプシロン結合により連続するリジンが、CD63陽性エクソソームを含む多様なエクソソームの膜に結合することを利用しているため、広くエクソソームを捕捉し、試料中から除去することができる。
Since the method for removing exosomes according to one embodiment of the present invention has the above configuration, it achieves the following effects (1) and (2).
(1) Since there is no need to use an ultracentrifuge or the like, exosomes can be removed easily and in a short time.
(2) Since it utilizes the fact that consecutive lysines bind to the membranes of various exosomes, including CD63-positive exosomes, a wide range of exosomes can be captured and removed from the sample.

上記(1)および(2)の効果により、本発明の除去方法によって、試料から、CD63陽性エクソソームを含む多様な種類のエクソソームが効率的に除去された分離液を得ることができる。したがって、エクソソームの残留が極めて少ない分離液を、簡便な方法により容易に得ることができる。 Due to the effects of (1) and (2) above, the removal method of the present invention makes it possible to obtain a separated liquid from which various types of exosomes, including CD63-positive exosomes, are efficiently removed from a sample. Therefore, a separated liquid with extremely few remaining exosomes can be easily obtained by a simple method.

このようなエクソソームの除去方法は、例えばエクソソームを除去した血清の作製に有用である。培養細胞を培養する場合、一般的にウシ胎児血清(FBS)が使用される。通常、FBSにはウシ由来のエクソソームが含まれるため、ヒト細胞から分泌されたエクソソームを回収したい場合、あらかじめウシ由来のエクソソームを除去したFBSを使用する必要がある。このようなFBSを作製するために、一般的には100000×gで16時間以上、4℃で超遠心分離することで、エクソソームを除去する方法が用いられる。しかしながら、この超遠心法ではエクソソームの除去に長時間必要となる、FBS中から完全にエクソソームを除去することは難しい(例えば、超遠心時間が16時間だと、約20%のエクソソームはFBS中に残存する)等の問題がある。一方、本発明の除去方法によれば、ウシ由来のエクソソームが含まれたFBSをカラムに通すだけで良いため、ウシ由来のエクソソームを除去したFBSを容易に作製できる。 Such an exosome removal method is useful, for example, for producing serum from which exosomes have been removed. When culturing cultured cells, fetal bovine serum (FBS) is generally used. Usually, FBS contains bovine-derived exosomes, so if you want to collect exosomes secreted from human cells, it is necessary to use FBS from which bovine-derived exosomes have been removed in advance. In order to produce such FBS, a method is generally used in which exosomes are removed by ultracentrifugation at 100,000 xg for 16 hours or more at 4°C. However, this ultracentrifugation method requires a long time to remove exosomes, and it is difficult to completely remove exosomes from FBS (for example, if ultracentrifugation time is 16 hours, approximately 20% of exosomes are There are problems such as (remaining). On the other hand, according to the removal method of the present invention, it is only necessary to pass FBS containing bovine-derived exosomes through a column, so FBS from which bovine-derived exosomes have been removed can be easily produced.

〔2-1.材料〕
本発明の一実施形態に係る除去方法は、上述した本発明のペプチドおよび本発明の担体を用いて行なうことができる。また、本発明の除去方法における「エクソソームを含む試料」は、本発明の単離方法にて用いる試料と同様である。よって、材料については〔1-1.材料〕の説明を援用可能である。
[2-1. material〕
The removal method according to one embodiment of the present invention can be carried out using the above-described peptide of the present invention and carrier of the present invention. Furthermore, the "sample containing exosomes" in the removal method of the present invention is the same as the sample used in the isolation method of the present invention. Therefore, regarding materials [1-1. Materials] can be used.

〔2-2.工程〕
本発明の除去方法は、複合体形成工程および分離工程を含む。複合体形成工程については、上述した本発明の単離方法に含まれる複合体形成工程と同様のため、〔1-2.工程〕の(複合体形成工程)の説明を援用可能である。
[2-2. Process]
The removal method of the present invention includes a complex formation step and a separation step. The complex forming step is the same as the complex forming step included in the isolation method of the present invention described above, so it is similar to [1-2. The explanation of (complex formation step) in step] can be referred to.

(分離工程)
本発明の除去方法に含まれる分離工程(以下、適宜「本発明の分離工程」という。)は、
前記複合体形成工程によって形成された本発明の複合体を担持する本発明の担体と、本発明のペプチドおよび本発明の担体と接触後の試料とを分離して、前記試料からエクソソームの少なくとも一部が除去された分離液を得る分離工程である。
(separation process)
The separation step included in the removal method of the present invention (hereinafter appropriately referred to as "separation step of the present invention") is as follows:
The carrier of the present invention carrying the complex of the present invention formed in the complex formation step is separated from the sample after contact with the peptide of the present invention and the carrier of the present invention, and at least one of the exosomes is extracted from the sample. This is a separation step in which a separated liquid is obtained from which part has been removed.

本発明の複合体と試料とを分離する方法としては、本発明の複合体形成工程においてペプチドカラムまたは担体カラムが用いられる場合には、フロースルーとして分離液を回収でき、本発明の複合体はカラム内に留まる。したがって、本発明の複合体と試料とを分離することが容易である。 As a method for separating the complex of the present invention and a sample, when a peptide column or a carrier column is used in the complex formation step of the present invention, the separated liquid can be collected as a flow-through, and the complex of the present invention can be separated from the sample. Stay within the column. Therefore, it is easy to separate the complex of the present invention and the sample.

また、カラムを用いない場合には、例えば遠心分離によって本発明の複合体を試料から分離することができる。例えば、500g~4000gの条件下で遠心を行なうことによって、本発明の複合体を試料から分離することが可能である。 Furthermore, when a column is not used, the complex of the present invention can be separated from the sample by, for example, centrifugation. For example, the complex of the present invention can be separated from a sample by centrifugation under conditions of 500 g to 4000 g.

また本発明の複合体に含まれる担体が、磁性ビーズである場合には、従来公知のマグネティックスタンド等の磁性体を用いて外部から磁力を与えることによって、複合体を容易に試料から分離することができる。 Furthermore, when the carrier contained in the complex of the present invention is a magnetic bead, the complex can be easily separated from the sample by applying magnetic force from the outside using a magnetic material such as a conventionally known magnetic stand. I can do it.

本発明の除去方法は、上述した複合体形成工程および分離工程以外の工程が含まれていてもよい。その他の工程としては、例えば解離工程が挙げられる。 The removal method of the present invention may include steps other than the above-described complex forming step and separation step. Other steps include, for example, a dissociation step.

(解離工程)
解離工程の方法については、上述の本発明の単離方法に含まれる解離工程と同様のため、〔1-2.工程〕の(解離工程)の説明を援用可能である。解離工程により、本発明の担体が、エクソソームを含む試料との接触前の状態に再生できる。また、解離工程後に、本発明のペプチドが本発明の担体に結合されたままとなる場合には、本発明のペプチドについても、本発明の担体に結合した状態で再利用できる。
(Dissociation step)
The method of the dissociation step is the same as the dissociation step included in the isolation method of the present invention described above, and therefore [1-2. The explanation of (dissociation step) in [Process] can be referred to. The dissociation step allows the carrier of the present invention to be regenerated to the state before contact with the sample containing exosomes. Further, if the peptide of the present invention remains bound to the carrier of the present invention after the dissociation step, the peptide of the present invention can also be reused in a state bound to the carrier of the present invention.

解離工程では、温和な条件によりエクソソームを本発明の複合体から解離することができるため、本発明の担体および本発明のペプチドは変性等の損傷を受けにくい。したがって、本発明の担体および本発明のペプチドは、解離工程を経ることにより、複数回に渡って本発明の除去方法に利用することができる。 In the dissociation step, the exosomes can be dissociated from the complex of the present invention under mild conditions, so that the carrier of the present invention and the peptide of the present invention are less susceptible to damage such as denaturation. Therefore, the carrier of the present invention and the peptide of the present invention can be used in the removal method of the present invention multiple times by undergoing a dissociation step.

なお、本発明の除去方法によって得られた分離液についても、本発明の技術的範囲に含まれる。 Note that the separated liquid obtained by the removal method of the present invention is also included within the technical scope of the present invention.

〔3.エクソソームの単離キット〕
本発明の一実施形態に係るエクソソームの単離キット(以下、適宜「本発明のキット」という)は、上述した本発明の単離方法または本発明の除去方法を行なうためのキットであって、上述した本発明のペプチドが担持された本発明の担体、および本発明の解離バッファー、を含む。よって、キットの構成の説明については、〔1.エクソソームの単離方法〕の説明が援用可能である。
[3. Exosome isolation kit]
The exosome isolation kit according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "kit of the present invention" as appropriate) is a kit for carrying out the above-described isolation method of the present invention or removal method of the present invention, and includes: It includes the carrier of the present invention on which the peptide of the present invention described above is supported, and the dissociation buffer of the present invention. Therefore, regarding the explanation of the configuration of the kit, please refer to [1. Exosome isolation method] can be referred to.

また、本発明のキットには、本発明のペプチドが担持された本発明の担体が保持されるカラムが含まれていてもよい。また、当該カラムには本発明のペプチドが担持された本発明の担体が予め充填されていてもよい。前記カラムは重力により試料溶液等を通液させるものであってもよく、前記カラムの一方から吸引により試料溶液等を通液させるものであってもよい。また前記カラムは、従来公知のスピンカラムであってもよい。 Furthermore, the kit of the present invention may include a column that holds the carrier of the present invention carrying the peptide of the present invention. Further, the column may be filled in advance with the carrier of the present invention carrying the peptide of the present invention. The sample solution, etc. may be passed through the column by gravity, or the sample solution, etc. may be passed through the column by suction from one side of the column. Further, the column may be a conventionally known spin column.

また本発明のキットには、上記の構成の他に、特定の材料を内包する容器(例えば、ボトル、プレート、チューブ、ディッシュ等)が含まれていてもよい。本発明のキットは、希釈剤、溶媒、洗浄液またはその他の試薬を内包した容器を備え得る。本発明のキットの説明において使用される用語「備えた(備えている)」は、キットを構成する個々の容器のいずれかの中に内包されている状態が意図され得る。 In addition to the above configuration, the kit of the present invention may also include a container (for example, a bottle, plate, tube, dish, etc.) containing a specific material. Kits of the invention may include containers containing diluents, solvents, wash solutions, or other reagents. The term "comprising" used in the description of the kit of the present invention may mean that the kit is contained in any of the individual containers constituting the kit.

また本発明のキットは、本発明の単離方法または本発明の除去方法を実施するための説明書を備えていてもよい。 The kit of the present invention may also include instructions for carrying out the isolation method of the present invention or the removal method of the present invention.

〔4.エクソソームの単離カラム〕
本発明の一実施形態に係るエクソソームの単離カラム(以下、適宜「本発明のカラム」という)は、上述した本発明の単離方法または本発明の除去方法を行なうためのカラムであって、上述した本発明のペプチドが担持された本発明の担体が充填されたカラムである。前記カラムは重力により試料溶液等を通液させるものであってもよく、前記カラムの一方から吸引により試料溶液等を通液させるものであってもよい。また前記カラムには、従来公知のスピンカラムが含まれる。
[4. Exosome isolation column]
The exosome isolation column according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "column of the present invention") is a column for carrying out the above-described isolation method of the present invention or removal method of the present invention, and includes: This is a column packed with the carrier of the present invention supporting the peptide of the present invention described above. The sample solution, etc. may be passed through the column by gravity, or the sample solution, etc. may be passed through the column by suction from one side of the column. Further, the column includes a conventionally known spin column.

本発明のカラムは、〔1.エクソソームの単離方法〕および〔2.エクソソームの除去方法〕を行うために用いられる。したがって、本発明のカラムの説明については、〔1.エクソソームの単離方法〕および〔2.エクソソームの除去方法〕の説明が援用可能である。 The column of the present invention comprises [1. Exosome isolation method] and [2. Exosome removal method]. Therefore, for a description of the column of the present invention, see [1. Exosome isolation method] and [2. [Exosome Removal Method]] can be referred to.

以下、実施例により本発明の一実施形態をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

<1.カラムを用いたエクソソームの単離および除去>
〔材料および方法〕
(試料の調製)
エクソソームの多産生株として知られている乳がんの細胞株MCF-7(JCRB細胞バンク)を用いて、以下の方法により試料の調製を行った。培地はDMEM培地(Dulbecco's modified Eagle medium、Thermo Fisher Scientific社製)を用いた。
(1)ディッシュ中で、MCF-7細胞を10mLのDMEM培地に播種し(1.0×10cells/mL)、37℃、5%COの条件で培養を行なった。DMEM培地には予め、10%(v/v)非働化ウシ胎児血清(HyClone FBS;GE Healthcare社製)、100units/mLペニシリン(ナカライテスク社製)、および0.1mg/mLストレプトマイシン(Meiji Seikaファルマ社製)を添加した。
(2)細胞がディッシュの培養面積に対して50%~80%になるまで培養した。
(3)3mLのPBS(ナカライテスク社製)をゆっくりと添加してディッシュ全体に行き渡らせた後、PBSを取り除いた。
(4)(3)の洗浄工程を2回行い、ディッシュからFBS由来のエクソソームを取り除いた。
(5)10mLのAdvanced DMEM培地(Thermo Fisher Scientific社製)を添加して培養を行なった。24時間培養後、エクソソームが含まれる培養上清を回収した。
(6)培養上清を2000×g、10minの遠心分離を行ない、培養上清中のディッシュから剥がれた細胞を取り除いた。
(7)培養上清を10000×g、30minの遠心分離を行ない、培養上清中のデブリを取り除いた。
(8)培養上清を0.22μmフィルターで濾過し、試料(以下、「精製前サンプル」という。)とした。精製前サンプルは、必要に応じて-80℃で保存した。
<1. Isolation and removal of exosomes using columns>
〔material and method〕
(Sample preparation)
Using the breast cancer cell line MCF-7 (JCRB Cell Bank), which is known to be a prolific exosome producer, samples were prepared by the following method. The medium used was DMEM medium (Dulbecco's modified Eagle medium, manufactured by Thermo Fisher Scientific).
(1) MCF-7 cells were seeded in 10 mL of DMEM medium (1.0×10 5 cells/mL) in a dish, and cultured at 37° C. and 5% CO 2 . The DMEM medium was preliminarily supplemented with 10% (v/v) inactivated fetal bovine serum (HyClone FBS; manufactured by GE Healthcare), 100 units/mL penicillin (manufactured by Nacalai Tesque), and 0.1 mg/mL streptomycin (Meiji Seika Pharma). ) was added.
(2) The cells were cultured until they accounted for 50% to 80% of the culture area of the dish.
(3) After slowly adding 3 mL of PBS (manufactured by Nacalai Tesque) and distributing it throughout the dish, the PBS was removed.
(4) The washing step in (3) was performed twice to remove FBS-derived exosomes from the dish.
(5) 10 mL of Advanced DMEM medium (manufactured by Thermo Fisher Scientific) was added and cultured. After culturing for 24 hours, the culture supernatant containing exosomes was collected.
(6) The culture supernatant was centrifuged at 2000×g for 10 minutes to remove cells detached from the dish in the culture supernatant.
(7) The culture supernatant was centrifuged at 10,000×g for 30 minutes to remove debris in the culture supernatant.
(8) The culture supernatant was filtered with a 0.22 μm filter to prepare a sample (hereinafter referred to as “pre-purification sample”). Samples before purification were stored at -80°C if necessary.

(カラム精製)
本発明の実施例1として、ε-ポリリジン(イプシロン結合により連続する複数のリジンを含むペプチド)が結合した担体が充填されたカラム(ε-ポリリジンカラム)を用いて、精製前サンプルからのエクソソームの単離および除去を行った。図2に示すように、ε-ポリリジンカラムは、参考文献(高分子論文集、64、12、821-829(2007))に記載の方法により調製した、20~40残基のリジンからなるε-ポリリジンが固定化された多孔性球状セルロース粒子を用いた。このε-ポリリジンカラムを、液体クロマトグラフィーシステム(AKTA purifier、GE Healthcare社製)に接続して精製を行った。精製では、Buffer XとしてBW Buffer(ExoIntact Exosome精製試薬キット付属、HMTバイオメディカル株式会社製)、Buffer Yとして1M NaCl溶液を用いた。
(column purification)
As Example 1 of the present invention, a column (ε-polylysine column) packed with a carrier bound to ε-polylysine (a peptide containing multiple consecutive lysines through epsilon bonds) was used to collect exosomes from a sample before purification. Isolation and removal were performed. As shown in Figure 2, the ε-polylysine column is made of 20 to 40 lysine residues prepared by the method described in the reference (Kobunshi Ronshu, 64, 12, 821-829 (2007)). - Porous spherical cellulose particles with immobilized polylysine were used. This ε-polylysine column was connected to a liquid chromatography system (AKTA purifier, manufactured by GE Healthcare) for purification. In the purification, BW Buffer (attached to ExoIntact Exosome Purification Reagent Kit, manufactured by HMT Biomedical Co., Ltd.) was used as Buffer X, and 1M NaCl solution was used as Buffer Y.

カラム精製の方法について、図3を参照して以下に説明する。
(1)流速0.2mL/min、100%Buffer Xの条件で送液を行ない、ε-ポリリジンカラムを平衡化した。
(2)上述の精製前サンプルに対して、1/10量(例:2mLのサンプルに対して0.2mL)のBinding Buffer(ExoIntact Exosome精製試薬キット付属、HMTバイオメディカル株式会社製)を添加し、全量をインジェクションした。なお、当該インジェクション後から溶出までの全画分を1mLずつ分取した。
(3)Binding Bufferを添加した精製前サンプルを、ε-ポリリジンカラムを通過させてフロースルー画分として回収した後、そのまま送液してε-ポリリジンカラムを洗浄した。
(4)NaClの濃度勾配(Buffer Y、0-100%、50min)により、ε-ポリリジンカラムに結合したエクソソームを溶出した。図3に示すように、画分A1~A7がフロースルー画分、画分A8~A11が洗浄画分、画分A12以降が溶出画分である。
The column purification method will be described below with reference to FIG.
(1) The ε-polylysine column was equilibrated by feeding the solution at a flow rate of 0.2 mL/min and using 100% Buffer X.
(2) Add 1/10 volume (e.g. 0.2 mL for 2 mL sample) of Binding Buffer (supplied with ExoIntact Exosome purification reagent kit, manufactured by HMT Biomedical Co., Ltd.) to the above-mentioned pre-purification sample. , the entire amount was injected. In addition, all the fractions from after the injection to elution were collected in 1 mL portions.
(3) The pre-purification sample to which Binding Buffer was added was passed through an ε-polylysine column and collected as a flow-through fraction, and then the solution was sent as it was to wash the ε-polylysine column.
(4) Exosomes bound to the ε-polylysine column were eluted using a NaCl concentration gradient (Buffer Y, 0-100%, 50 min). As shown in FIG. 3, fractions A1 to A7 are flow-through fractions, fractions A8 to A11 are wash fractions, and fractions A12 and after are eluted fractions.

(エクソソームの定量および純度評価)
上述のカラム精製により得られた各画分に含まれるエクソソーム濃度は、CD9/CD63ELISAキット(コスモ・バイオ社製)を用いて測定した。測定サンプルとしては、精製前サンプル、または得られた各画分を20倍にアッセイバッファーで希釈して調製した。また、標準タンパク質として、CD9/CD63融合タンパク質を使用した。測定方法は、同キットのプロコールに従って行なった。具体的な測定方法を以下に示す。
(1)抗CD9抗体固相化96ウェルプレートに、100μLの希釈した測定サンプル、または100μLのCD9/CD63融合タンパク質の段階希釈サンプル(12.5~100pg/mL)を添加して、2時間静置で反応させた。
(2)300μLの洗浄バッファー(1×)で3回洗浄した後、100μLのHRP標識抗CD63抗体溶液を添加して2時間静置で反応させた。
(3)300μLの洗浄バッファー(1×)で3回洗浄した後、100μLの基質液を添加して10分間発色反応させ、50μLの停止液を添加して発色反応を停止させた。
(4)プレートリーダー(ARVO MX 1420、パーキンエルマー社製)でA450の吸光度を測定した。
(Quantification and purity evaluation of exosomes)
The concentration of exosomes contained in each fraction obtained by the above column purification was measured using a CD9/CD63 ELISA kit (manufactured by Cosmo Bio). Measurement samples were prepared by diluting the pre-purification sample or each obtained fraction 20 times with assay buffer. Furthermore, a CD9/CD63 fusion protein was used as a standard protein. The measurement method was performed according to the protocol of the kit. The specific measurement method is shown below.
(1) Add 100 μL of diluted measurement sample or 100 μL of serially diluted sample of CD9/CD63 fusion protein (12.5 to 100 pg/mL) to an anti-CD9 antibody immobilized 96-well plate, and leave it for 2 hours. The reaction was allowed to take place.
(2) After washing three times with 300 μL of washing buffer (1×), 100 μL of HRP-labeled anti-CD63 antibody solution was added and allowed to react for 2 hours.
(3) After washing three times with 300 μL of washing buffer (1×), 100 μL of substrate solution was added to allow color reaction to occur for 10 minutes, and 50 μL of stop solution was added to stop the color reaction.
(4) Absorbance of A450 was measured using a plate reader (ARVO MX 1420, manufactured by PerkinElmer).

標準タンパク質である、CD9/CD63融合タンパク質の段階希釈サンプルの測定結果から検量線を作成し、測定サンプル中に含まれるエクソソーム濃度を、CD9/CD63融合タンパク質の濃度で換算した。 A calibration curve was created from the measurement results of serially diluted samples of CD9/CD63 fusion protein, which is a standard protein, and the concentration of exosomes contained in the measurement sample was converted to the concentration of CD9/CD63 fusion protein.

また、純度を評価するために、測定サンプルに含まれるタンパク質濃度についてMicro BCA Protein assay kit(Thermo Fisher Scientific社製)を用いて測定した。各測定サンプル中の全エクソソーム量(pg)/全タンパク質量(μg)を求め、エクソソームの純度を評価した。 In addition, in order to evaluate purity, the protein concentration contained in the measurement sample was measured using a Micro BCA Protein assay kit (manufactured by Thermo Fisher Scientific). The total amount of exosomes (pg)/total amount of protein (μg) in each measurement sample was determined, and the purity of the exosomes was evaluated.

(超遠心分離法を用いたエクソソームの単離および純度評価)
比較例1として、超遠心分離法によりエクソソームを単離した。超遠心分離法の具体的な方法は、以下の通りである。
(1)上述の精製前サンプルを用いて、100000×g、70min、4℃の条件で超遠心分離を行なった。
(2)上清を取り除いて、0.5mLのPBS(ナカライテスク社製)で懸濁し、再度同じ条件で超遠心分離を行なった。
(3)上清を取り除いて、0.05mLのPBS(ナカライテスク社製)で懸濁し、超遠心分離サンプルを得た。
(Exosome isolation and purity evaluation using ultracentrifugation)
As Comparative Example 1, exosomes were isolated by ultracentrifugation. The specific method of ultracentrifugation is as follows.
(1) Using the above-mentioned pre-purification sample, ultracentrifugation was performed at 100,000 xg, 70 min, and 4°C.
(2) The supernatant was removed, suspended in 0.5 mL of PBS (manufactured by Nacalai Tesque), and ultracentrifuged again under the same conditions.
(3) The supernatant was removed and suspended in 0.05 mL of PBS (manufactured by Nacalai Tesque) to obtain an ultracentrifuged sample.

上述の(エクソソームの定量および純度評価)の方法と同様に、超遠心分離サンプルのエクソソーム濃度は、CD9/CD63ELISAキットを用いて測定した。またタンパク質濃度は、Micro BCA Protein assay kit(Thermo Fisher Scientific社製)を用いて測定した。そして、超遠心分離サンプル中のエクソソームの純度を、全エクソソーム量(pg)/全タンパク質量(μg)で評価した。 Similar to the method described above (Exosome Quantification and Purity Assessment), the exosome concentration of the ultracentrifuged samples was measured using a CD9/CD63 ELISA kit. In addition, protein concentration was measured using Micro BCA Protein assay kit (manufactured by Thermo Fisher Scientific). Then, the purity of exosomes in the ultracentrifuged sample was evaluated as total exosome amount (pg)/total protein amount (μg).

〔結果:エクソソームの単離〕
図3中の表に示すように、実施例1において、フロースルー画分(A3)ではエクソソームが検出されなかった。一方、1M NaCl濃度勾配による溶出画分ではエクソソームが検出された。特に、0.2~0.4MのNaClの溶出画分(A15およびB15)では、エクソソームが多く検出された。さらに、エクソソームが検出された画分においてタンパク質濃度の測定を行ない、純度(エクソソーム量(pg)/タンパク質量(μg))の評価を行なった。その結果、精製前サンプルと比較して、溶出画分(A15)では純度が約31倍に、溶出画分(B15)では純度が約56倍に向上していることが分かった(図3)。したがって、本発明の単離方法によれば、エクソソームが高純度で単離できることが示された。
[Result: Isolation of exosomes]
As shown in the table in FIG. 3, in Example 1, no exosomes were detected in the flow-through fraction (A3). On the other hand, exosomes were detected in the elution fraction using the 1M NaCl concentration gradient. In particular, many exosomes were detected in the 0.2 to 0.4 M NaCl elution fractions (A15 and B15). Furthermore, the protein concentration was measured in the fraction in which exosomes were detected, and the purity (exosome amount (pg)/protein amount (μg)) was evaluated. As a result, it was found that the purity of the eluted fraction (A15) was approximately 31 times higher and the purity of the eluted fraction (B15) was approximately 56 times higher compared to the sample before purification (Figure 3). . Therefore, according to the isolation method of the present invention, it was shown that exosomes can be isolated with high purity.

次に、本発明の単離方法を用いた実施例1と、最も標準的な方法として知られている超遠心機によるエクソソームの単離方法を用いた比較例1との比較を行った。具体的には、実施例1により単離したエクソソームを含む溶出画分と、比較例1により単離したエクソソームを含む超遠心分離サンプルとの、エクソソームの純度を比較した。結果を以下の表1に示す。実施例1の溶出画分は、比較例1の超遠心分離サンプルよりもエクソソームの純度が最大で約26倍高かった。したがって、本発明の単離方法によれば、従来の超遠心機を用いた単離方法よりも、極めて高い純度(14.6~26倍の純度)でエクソソームを単離できることが示された。 Next, a comparison was made between Example 1 using the isolation method of the present invention and Comparative Example 1 using an exosome isolation method using an ultracentrifuge, which is known as the most standard method. Specifically, the purity of exosomes was compared between the elution fraction containing exosomes isolated according to Example 1 and the ultracentrifugation sample containing exosomes isolated according to Comparative Example 1. The results are shown in Table 1 below. The elution fraction of Example 1 had up to about 26 times higher exosome purity than the ultracentrifuged sample of Comparative Example 1. Therefore, it was shown that according to the isolation method of the present invention, exosomes can be isolated with extremely high purity (14.6 to 26 times higher purity) than the conventional isolation method using an ultracentrifuge.

Figure 0007357346000001
Figure 0007357346000001

〔結果:エクソソームの除去〕
また、図3中の表に示すように、実施例1において、フロースルー画分(A3)ではエクソソームが全く検出されなかった。このことから、本発明の除去方法によれば、試料からエクソソームを、検出限界以下まで高効率に除去できることが示された。
[Result: Exosome removal]
Furthermore, as shown in the table in FIG. 3, in Example 1, no exosomes were detected in the flow-through fraction (A3). This indicates that according to the removal method of the present invention, exosomes can be removed from the sample with high efficiency to below the detection limit.

<2.ε-ポリリジンおよびα-ポリリジンによるエクソソームの単離>
〔材料および方法〕
(ε-ポリリジンを用いたエクソソームの単離およびマーカー解析)
本発明の実施例2として、ε-ポリリジンを用いてエクソソームの単離を行った。図4に、本発明の実施例2の単離方法の概要を示している。ε-ポリリジン固定化担体は、<1.カラムを用いたエクソソームの単離および除去>で使用したε-ポリリジンが固定化された多孔性球状セルロース粒子を用いた。なお、実施例2では、遠心分離はいずれも300×g、2minの条件で行った。
<2. Isolation of exosomes using ε-polylysine and α-polylysine>
〔material and method〕
(Exosome isolation and marker analysis using ε-polylysine)
As Example 2 of the present invention, exosomes were isolated using ε-polylysine. FIG. 4 shows an overview of the isolation method of Example 2 of the present invention. The ε-polylysine immobilized carrier has <1. The porous spherical cellulose particles on which ε-polylysine was immobilized were used. In Example 2, centrifugation was performed at 300×g for 2 minutes.

具体的な方法について、以下に示す。
(1)0.2mLの上述の精製前サンプルに0.02mLのBinding Buffer(ExoIntact Exosome精製試薬キット付属、HMTバイオメディカル株式会社製)を添加した。
(2)ε-ポリリジン固定化担体(0.2mL)を1.5mLチューブに添加して遠心分離し、ε-ポリリジン固定化担体を沈殿させた。
(3)上清を取り除き、0.2mLのBW Buffer(ExoIntact Exosome精製試薬キット付属、HMTバイオメディカル株式会社製)を添加して担体と混合し、担体を洗浄した。
(4)(3)の洗浄操作を2回行なった後、ε-ポリリジン固定化担体を0.2mLのBW Bufferで懸濁し、ε-ポリリジン固定化担体の懸濁液を得た。
(5)得られたε-ポリリジン固定化担体の懸濁液100μLと、Binding Bufferを添加した精製前サンプル220μLとを混和し、30min反応させた。
(6)この反応液を遠心分離して、上清を取り除いた。0.2mLのBW Bufferを添加、混合することで洗浄した。
(7)(6)の洗浄操作を3回行なった後、ε-ポリリジン固定化担体を0.2mLのBW Bufferで懸濁した。
(8)得られた懸濁液を、CD9陽性エクソソームの検出用と、CD63陽性エクソソームの検出用とに分けて、それぞれ100μLずつ1.5mLチューブに分注した。また陰性コントロールとして、1.5mLチューブに、50μLのBW Bufferで洗浄したε-ポリリジン固定化担体のみを分注したものを2本用意した。
(9)1.5mLチューブを遠心分離して上清を取り除き、100μLのブロッキング溶液を添加して、20min混和反応させた。ブロッキング溶液は、TBS(pH7.4、ナカライテスク社製)に、2%BSA(富士フィルム和光純薬社製)と0.025% Tween 20(富士フィルム和光純薬社製)を添加した溶液である。
(10)さらに100μLの1次抗体溶液を添加して、30min混和反応させた。1次抗体溶液としては、抗CD9抗体(Anti-CD9 Human (Mouse) Unlabeled 12A12、コスモ・バイオ社製)、または抗CD63抗体(Anti-CD63、Monoclonal Antibody (3-13)、富士フィルム和光純薬社製)を、それぞれブロッキング溶液で1000倍希釈したものを用いた。
(11)1次抗体溶液を添加して30min反応後、遠心分離して上清を取り除き、0.1mLのTBS-T(TBS(pH7.4)に0.025% Tween 20を添加した溶液)で2回洗浄した。
(12)それぞれの1.5mLチューブを遠心分離して上清を取り除き、100μLの2次抗体溶液を添加して、30min混和反応させた。2次抗体溶液としては、Anti-Mouse-HRP(Goat Anti-Mouse IgG H&L (HRP)、ab97023、Abcam社製)をブロッキング溶液で50000倍希釈したものを用いた。
(13)2次抗体溶液を添加して30min反応後、1.5mLチューブを遠心分離して上清を取り除き、0.1mLのTBS-Tで3回洗浄した。
(14)1.5mLチューブを遠心分離して上清を取り除き、0.05mLのTBS(pH7.4)に懸濁した。
(15)得られた懸濁液10μLに90μLの発光基質(ELISA-Starペルオキシダーゼ化学発光基質、富士フィルム和光純薬社製)を添加して5min反応後、プレートリーダーで発光値を測定した。
The specific method is shown below.
(1) 0.02 mL of Binding Buffer (attached to ExoIntact Exosome purification reagent kit, manufactured by HMT Biomedical Co., Ltd.) was added to 0.2 mL of the above-mentioned pre-purification sample.
(2) ε-polylysine immobilized carrier (0.2 mL) was added to a 1.5 mL tube and centrifuged to precipitate the ε-polylysine immobilized carrier.
(3) The supernatant was removed, 0.2 mL of BW Buffer (attached to ExoIntact Exosome purification reagent kit, manufactured by HMT Biomedical Co., Ltd.) was added and mixed with the carrier, and the carrier was washed.
(4) After carrying out the washing operation in (3) twice, the ε-polylysine-immobilized carrier was suspended in 0.2 mL of BW Buffer to obtain a suspension of the ε-polylysine-immobilized carrier.
(5) 100 μL of the suspension of the obtained ε-polylysine immobilized carrier and 220 μL of the pre-purification sample to which Binding Buffer was added were mixed and reacted for 30 minutes.
(6) This reaction solution was centrifuged and the supernatant was removed. Washing was performed by adding and mixing 0.2 mL of BW Buffer.
(7) After performing the washing operation in (6) three times, the ε-polylysine immobilized carrier was suspended in 0.2 mL of BW Buffer.
(8) The obtained suspension was divided into one for detection of CD9-positive exosomes and one for detection of CD63-positive exosomes, and 100 μL each was dispensed into 1.5 mL tubes. As a negative control, two 1.5 mL tubes were prepared in which only the ε-polylysine immobilized carrier washed with 50 μL of BW Buffer was dispensed.
(9) The 1.5 mL tube was centrifuged to remove the supernatant, 100 μL of blocking solution was added, and the mixture was reacted for 20 min. The blocking solution was a solution in which 2% BSA (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.025% Tween 20 (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added to TBS (pH 7.4, manufactured by Nacalai Tesque). be.
(10) Furthermore, 100 μL of the primary antibody solution was added, and the mixture was reacted for 30 min. As the primary antibody solution, anti-CD9 antibody (Anti-CD9 Human (Mouse) Unlabeled 12A12, manufactured by Cosmo Bio) or anti-CD63 antibody (Anti-CD63, Monoclonal Antibody (3-13), Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (manufactured by Co., Ltd.) diluted 1000 times with a blocking solution, respectively.
(11) After adding the primary antibody solution and reacting for 30 minutes, remove the supernatant by centrifugation and add 0.1 mL of TBS-T (a solution of TBS (pH 7.4) with 0.025% Tween 20 added). Washed twice with
(12) Each 1.5 mL tube was centrifuged to remove the supernatant, 100 μL of secondary antibody solution was added, and the mixture was mixed and reacted for 30 min. As the secondary antibody solution, Anti-Mouse-HRP (Goat Anti-Mouse IgG H&L (HRP), ab97023, manufactured by Abcam) diluted 50,000 times with a blocking solution was used.
(13) After adding the secondary antibody solution and reacting for 30 minutes, the 1.5 mL tube was centrifuged to remove the supernatant and washed three times with 0.1 mL of TBS-T.
(14) The 1.5 mL tube was centrifuged to remove the supernatant and suspended in 0.05 mL of TBS (pH 7.4).
(15) 90 μL of luminescent substrate (ELISA-Star peroxidase chemiluminescent substrate, manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 10 μL of the obtained suspension, and after reaction for 5 min, the luminescence value was measured using a plate reader.

得られた発光値から、陰性コントロールの発光値を差し引いて、ε-ポリリジン固定化担体に結合したCD9陽性エクソソームまたはCD63陽性エクソソームの量を定量した。 The amount of CD9-positive exosomes or CD63-positive exosomes bound to the ε-polylysine immobilized carrier was quantified by subtracting the luminescence value of the negative control from the obtained luminescence value.

(α-ポリリジンを用いたエクソソームの単離およびマーカー解析)
比較例2として、α-ポリリジン(アルファ結合により連続する複数のリジンを含むペプチド)を用いてエクソソームの単離を行った。図5に、比較例2の単離方法の概要を示している。比較例2では、8つのリジン残基を含むα-ポリリジンおよび磁性ビーズを用いた。エクソソームの回収は、ExoIntact Exosome精製試薬キット(HMTバイオメディカル株式会社製)を用いて行なった。また、α-ポリリジンを固定化した磁性ビーズ(以降、「α-ポリリジン固定化磁性ビーズ」という。)の調製と、α-ポリリジン結合磁性ビーズと、Binding Bufferを添加した精製前サンプルとの混合、および洗浄は同キットのプロトコルに従って行なった。磁性ビーズと溶液との分離には、マグネットスタンド(Thermo Fisher Scientific社製)を使用した。
(Exosome isolation and marker analysis using α-polylysine)
As Comparative Example 2, exosomes were isolated using α-polylysine (a peptide containing multiple consecutive lysines through alpha bonds). FIG. 5 shows an outline of the isolation method of Comparative Example 2. In Comparative Example 2, α-polylysine containing eight lysine residues and magnetic beads were used. Exosomes were collected using ExoIntact Exosome purification reagent kit (manufactured by HMT Biomedical Co., Ltd.). In addition, preparation of magnetic beads on which α-polylysine is immobilized (hereinafter referred to as "α-polylysine-immobilized magnetic beads"), mixing of α-polylysine-bound magnetic beads and a pre-purification sample to which Binding Buffer has been added, And washing was performed according to the protocol of the same kit. A magnetic stand (manufactured by Thermo Fisher Scientific) was used to separate the magnetic beads and the solution.

具体的な方法について、以下に示す。
(1)精製前サンプル0.02mLのBinding Bufferを添加した。
(2)Binding Bufferを添加した精製前サンプル220μLに、α-ポリリジン固定化磁性ビーズを8μL添加して30min混合させることで、α-ポリリジン固定化磁性ビーズにエクソソームを結合させた。α-ポリリジン固定化磁性ビーズは、20μLのBiotin-labeled EX peptide(ビオチン標識したα-ポリリジン)と、20μLのStreptavidin Magnetic Beads(1μm、10mg/mL)とを混合および洗浄した後、20μLのBW Bufferに懸濁して調製した。
(3)反応後、0.2mLのBW Bufferで3回洗浄し、200μLのBW Bufferに再懸濁した。
(4)得られた懸濁液を、CD9陽性エクソソームの検出用と、CD63陽性エクソソームの検出用とに分けて、それぞれ100μLずつ1.5mLチューブに分注した。また陰性コントロールとして、1.5mLチューブに4μLのα-ポリリジン固定化磁性ビーズのみを分注したものを2本用意した。
(5)1.5mLチューブをマグネットスタンドに1分間静置した後、上清を取り除き、100μLのブロッキング溶液を添加して、20min混和反応させた。ブロッキング溶液は、実施例2と同様のものを使用した。
(6)さらに100μLの1次抗体溶液を添加して、30min混和反応させた。なお、1次抗体溶液および2次抗体溶液は、実施例2と同様のものを使用した。
(7)1次抗体溶液で30min反応後、1.5mLチューブをマグネットスタンドに1分間静置して上清を取り除き、0.1mLのTBS-Tで2回洗浄した。
(8)1.5mLチューブをマグネットスタンドに1分間静置して上清を取り除き、100μLの2次抗体溶液を添加して、30min混和反応させた。
(9)2次抗体溶液で30min反応後、1.5mLチューブをマグネットスタンドに1分間静置して上清を取り除き、0.1mLのTBS-Tで3回洗浄した。
(10)1.5mLチューブをマグネットスタンドに1分間静置して上清を取り除き、0.04mLのTBS(pH7.4)に懸濁した。
(11)得られた懸濁液10μLに、実施例2と同様の発光基質90μLを添加して5min反応後、プレートリーダーで発光値を測定した。
The specific method is shown below.
(1) 0.02 mL of Binding Buffer was added to the pre-purification sample.
(2) Exosomes were bound to the α-polylysine-immobilized magnetic beads by adding 8 μL of α-polylysine-immobilized magnetic beads to 220 μL of the pre-purification sample to which Binding Buffer had been added and mixing for 30 minutes. For α-polylysine-immobilized magnetic beads, mix and wash 20 μL of Biotin-labeled EX peptide (biotin-labeled α-polylysine) and 20 μL of Streptavidin Magnetic Beads (1 μm, 10 mg/mL), and then add 20 μL of BW Buffer. It was prepared by suspending it in
(3) After the reaction, the cells were washed three times with 0.2 mL of BW Buffer and resuspended in 200 μL of BW Buffer.
(4) The obtained suspension was divided into one for detection of CD9-positive exosomes and one for detection of CD63-positive exosomes, and 100 μL each was dispensed into 1.5 mL tubes. Furthermore, as a negative control, two 1.5 mL tubes were prepared in which 4 μL of α-polylysine-immobilized magnetic beads alone were dispensed.
(5) After leaving the 1.5 mL tube on a magnetic stand for 1 minute, the supernatant was removed, 100 μL of blocking solution was added, and the mixture was mixed and reacted for 20 minutes. The same blocking solution as in Example 2 was used.
(6) Furthermore, 100 μL of the primary antibody solution was added, and the mixture was reacted for 30 min. Note that the same primary antibody solution and secondary antibody solution as in Example 2 were used.
(7) After reacting with the primary antibody solution for 30 minutes, the 1.5 mL tube was left standing on a magnetic stand for 1 minute, the supernatant was removed, and the tube was washed twice with 0.1 mL of TBS-T.
(8) The 1.5 mL tube was placed on a magnetic stand for 1 minute, the supernatant was removed, 100 μL of the secondary antibody solution was added, and the mixture was mixed and reacted for 30 minutes.
(9) After reacting with the secondary antibody solution for 30 minutes, the 1.5 mL tube was left standing on a magnetic stand for 1 minute, the supernatant was removed, and the tube was washed three times with 0.1 mL of TBS-T.
(10) The 1.5 mL tube was placed on a magnetic stand for 1 minute, the supernatant was removed, and the tube was suspended in 0.04 mL of TBS (pH 7.4).
(11) 90 μL of the same luminescent substrate as in Example 2 was added to 10 μL of the obtained suspension, and after reaction for 5 minutes, the luminescence value was measured using a plate reader.

得られた発光値から、陰性コントロールの発光値を差し引いて、α-ポリリジン固定化磁性ビーズに結合したCD9陽性エクソソームまたはCD63陽性エクソソームの量を定量した。 The amount of CD9-positive exosomes or CD63-positive exosomes bound to the α-polylysine-immobilized magnetic beads was quantified by subtracting the luminescence value of the negative control from the obtained luminescence value.

〔結果〕
図6に示すように、ε-ポリリジン固定化担体を用いた本発明の実施例2では、α-ポリリジン固定化磁性ビーズを用いた比較例2と比べて、CD9陽性エクソソームおよびCD63陽性エクソソームの両方を、良好に結合できることが分かった。
〔result〕
As shown in FIG. 6, in Example 2 of the present invention using an ε-polylysine immobilized carrier, both CD9-positive exosomes and CD63-positive exosomes were detected compared to Comparative Example 2 using α-polylysine-immobilized magnetic beads. It was found that it was possible to combine them well.

また図7に示すように、担体に結合するCD63陽性エクソソームの量を、担体に結合するCD9陽性エクソソームの量で割った値(CD63/CD9)を比較した結果、ε-ポリリジン固定化担体では、α-ポリリジン固定化磁性ビーズに比べてCD63/CD9の値が約6.7倍高まった。言い換えれば、ε-ポリリジン固定化担体はCD9陽性エクソソームおよびCD63陽性エクソソームの両方と良好に結合するが、α-ポリリジン固定化磁性ビーズはCD9陽性エクソソームへの結合と比較して、CD63陽性エクソソームへの結合が非常に弱いことが示唆された。 Furthermore, as shown in Figure 7, as a result of comparing the value (CD63/CD9) obtained by dividing the amount of CD63-positive exosomes bound to the carrier by the amount of CD9-positive exosomes bound to the carrier, it was found that for the ε-polylysine immobilized carrier, The CD63/CD9 value increased approximately 6.7 times compared to α-polylysine-immobilized magnetic beads. In other words, ε-polylysine-immobilized carriers bind well to both CD9-positive exosomes and CD63-positive exosomes, whereas α-polylysine-immobilized magnetic beads bind to CD63-positive exosomes better than binding to CD9-positive exosomes. It was suggested that the bond was very weak.

以上より、エクソソームを単離するためにε-ポリリジンを用いれば、α-ポリリジンを用いる場合と比較して、CD63陽性エクソソームを含む多様な種類のエクソソームをより好適に単離できることが示された。 From the above, it has been shown that when ε-polylysine is used to isolate exosomes, various types of exosomes including CD63-positive exosomes can be isolated more preferably than when α-polylysine is used.

<3.スピンカラムよるエクソソームの単離>
〔材料および方法〕
本発明の実施例3として、スピンカラムを用いたエクソソームの単離を行った。スピンカラムとして、マイクロバイオスピンクロマトグラフィー用カラム(バイオ・ラッド社製)を用いた。なお、実施例3では、遠心分離はいずれも300×g、1minの条件で行った。
(1)スピンカラムを2mLチューブにセットして、ε-ポリリジン担体0.5mLを添加して、遠心分離することで保存液を取り除いた。フロースルーを捨て、0.6mLのBW Buffer(ExoIntact Exosome精製試薬キット付属、HMTバイオメディカル社製)を添加して遠心分離することで、ε-ポリリジン担体の平衡化を行なった。
(2)上述の精製前サンプル1.0mLに0.1mLのBinding Buffer(ExoIntact Exosome精製試薬キット付属、HMTバイオメディカル社製)を添加した。
(3)(2)で得られたサンプル0.55mLをε-ポリリジン担体に添加し10秒混合することで、ε-ポリリジン担体にエクソソームを結合させた。
(4)スピンカラムを遠心分離し、フロースルーを除去した。残りの(2)で得られたサンプルも全て、0.55mLずつ(3)の操作を行なって、エクソソームをε-ポリリジン担体に結合させた。
(5)ε-ポリリジン担体に0.6mLのBW Bufferを添加して遠心分離し、フロースルーを除去することで、ε-ポリリジン担体の洗浄を行なった。この洗浄操作は合計で3回行なった。
(6)洗浄操作後のスピンカラムを新しい2.0mLチューブにセットして、0.2mLのElution Buffer(ExoIntact Exosome精製試薬キット付属、HMTバイオメディカル社製)をε-ポリリジン担体に添加し10秒混合することで、Elution Buffer中にエクソソームを溶出させた。
(7)スピンカラムを遠心分離し、フロースルー(エクソソーム溶出画分)を回収した。この溶出工程を再度行ない、それぞれ回収したエクソソーム溶出画分をまとめた。
<3. Isolation of exosomes using spin column>
〔material and method〕
As Example 3 of the present invention, exosomes were isolated using a spin column. A microbio spin chromatography column (manufactured by Bio-Rad) was used as the spin column. In Example 3, centrifugation was performed at 300×g for 1 min.
(1) A spin column was set in a 2 mL tube, 0.5 mL of ε-polylysine carrier was added, and the storage solution was removed by centrifugation. The flow-through was discarded, and the ε-polylysine carrier was equilibrated by adding 0.6 mL of BW Buffer (attached to ExoIntact Exosome purification reagent kit, manufactured by HMT Biomedical) and centrifuging.
(2) 0.1 mL of Binding Buffer (attached to ExoIntact Exosome purification reagent kit, manufactured by HMT Biomedical) was added to 1.0 mL of the above-mentioned pre-purification sample.
(3) Exosomes were bound to the ε-polylysine carrier by adding 0.55 mL of the sample obtained in (2) to the ε-polylysine carrier and mixing for 10 seconds.
(4) The spin column was centrifuged and the flow-through was removed. For all the remaining samples obtained in (2), the operation (3) was performed for each 0.55 mL to bind the exosomes to the ε-polylysine carrier.
(5) The ε-polylysine carrier was washed by adding 0.6 mL of BW Buffer to the ε-polylysine carrier, centrifuging it, and removing the flow-through. This washing operation was performed three times in total.
(6) Set the spin column after washing into a new 2.0 mL tube, and add 0.2 mL of Elution Buffer (included with ExoIntact Exosome purification reagent kit, manufactured by HMT Biomedical) to the ε-polylysine carrier for 10 seconds. By mixing, exosomes were eluted into Elution Buffer.
(7) The spin column was centrifuged and the flow-through (exosome elution fraction) was collected. This elution step was performed again, and the collected exosome elution fractions were combined.

〔結果〕
スピンカラムにより精製したエクソソーム溶出画分と、上述の比較例1により単離したエクソソームを含む超遠心分離サンプルとで、エクソソームの純度を比較した。結果を以下の表2に示す。
〔result〕
The purity of exosomes was compared between the exosome elution fraction purified by a spin column and the ultracentrifugation sample containing exosomes isolated according to Comparative Example 1 described above. The results are shown in Table 2 below.

Figure 0007357346000002
Figure 0007357346000002

スピンカラムで単離したエクソソーム溶出画分は、比較例1の超遠心分離サンプルよりもエクソソームの純度が約3.7倍高かった。したがって、スピンカラムを用いた本発明の単離方法によれば、従来の超遠心機を用いた単離方法よりも高い純度でエクソソームを単離できることが示された。 The exosome elution fraction isolated by the spin column had approximately 3.7 times higher exosome purity than the ultracentrifugation sample of Comparative Example 1. Therefore, it was shown that the isolation method of the present invention using a spin column can isolate exosomes with higher purity than the conventional isolation method using an ultracentrifuge.

本発明によると、簡便に、かつインタクトな状態(インタクトに近い状態)で、CD63陽性エクソソームを含む多様な種類のエクソソームを単離または試料から除去することができる。したがって、本発明によると、多様な種類のエクソソームの内部に包含される物質の解析を簡便に、かつ、詳細に行なうことができるようになる。したがって、本発明は、種々の技術分野、とりわけ、製薬および医療分野等において有用である。 According to the present invention, various types of exosomes including CD63-positive exosomes can be easily isolated or removed from a sample in an intact state (nearly intact state). Therefore, according to the present invention, it becomes possible to easily and precisely analyze substances contained inside various types of exosomes. Therefore, the present invention is useful in various technical fields, particularly in the pharmaceutical and medical fields.

Claims (7)

エクソソームを含む試料から前記エクソソームを単離する、エクソソームの単離方法であって、
前記試料と、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含むペプチドが担持された担体と、を接触させることによって、前記エクソソームと前記担体に担持された前記ペプチドとが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程、および、
前記複合体形成工程によって得られた前記複合体と、金属陽イオンを含む解離バッファーとを接触させて、前記複合体から前記エクソソームを解離させる解離工程を含むことを特徴とする、エクソソームの単離方法。
A method for isolating exosomes, the method comprising: isolating exosomes from a sample containing exosomes,
By bringing the sample into contact with a carrier carrying a peptide containing 20 to 40 consecutive lysines through epsilon bonding, the exosome and the peptide carried on the carrier are bonded. a complex forming step of forming a complex, and
Isolation of exosomes, comprising a dissociation step of dissociating the exosomes from the complex by contacting the complex obtained by the complex formation step with a dissociation buffer containing a metal cation. Method.
前記複合体に含まれる前記エクソソームは、CD63陽性エクソソームの含有量が、CD9陽性エクソソームの含有量の10%以上であることを特徴とする、請求項1に記載のエクソソームの単離方法。 The method for isolating exosomes according to claim 1, wherein the content of CD63-positive exosomes in the exosomes contained in the complex is 10% or more of the content of CD9-positive exosomes. 前記ペプチドが結合した前記担体を、カラムに充填して用いることを特徴とする、請求項1または2に記載のエクソソームの単離方法。 The method for isolating exosomes according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier to which the peptide is bound is used by filling a column. 請求項1から3の何れか1項に記載のエクソソームの単離方法を行なうためのエクソソームの単離キットであって、
前記ペプチドが担持された前記担体および前記解離バッファーを含むことを特徴とする、エクソソームの単離キット。
An exosome isolation kit for carrying out the exosome isolation method according to any one of claims 1 to 3, comprising:
An exosome isolation kit comprising the carrier carrying the peptide and the dissociation buffer.
エクソソームを含む試料から前記エクソソームを除去する、エクソソームの除去方法であって、
前記試料と、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含むペプチドが担持された担体と、を接触させることによって、前記エクソソームと前記担体に担持された前記ペプチドとが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程、および、
前記複合体形成工程によって形成された前記複合体を担持する前記担体と、前記試料とを分離して、前記試料から前記エクソソームの少なくとも一部が除去された分離液を得る分離工程を含むことを特徴とする、エクソソームの除去方法。
A method for removing exosomes, the method comprising: removing exosomes from a sample containing exosomes,
By bringing the sample into contact with a carrier carrying a peptide containing 20 to 40 consecutive lysines through epsilon bonding, the exosome and the peptide carried on the carrier are bonded. a complex forming step of forming a complex, and
a separation step of separating the carrier carrying the complex formed in the complex formation step from the sample to obtain a separated liquid from which at least a portion of the exosomes have been removed from the sample; Characteristic exosome removal method.
エクソソームを含む試料から前記エクソソームの少なくとも一部が除去された分離液を得る、分離液の取得方法であって、 A method for obtaining a separated liquid, the method comprising: obtaining a separated liquid from which at least a portion of the exosomes have been removed from a sample containing exosomes,
前記試料と、イプシロン結合により連続する20個以上40個以下のリジンを含むペプチドが担持された担体と、を接触させることによって、前記エクソソームと前記担体に担持された前記ペプチドとが結合してなる複合体を形成させる複合体形成工程、および、 By bringing the sample into contact with a carrier carrying a peptide containing 20 to 40 consecutive lysines through epsilon bonding, the exosome and the peptide carried on the carrier are bonded. a complex forming step of forming a complex, and
前記複合体形成工程によって形成された前記複合体を担持する前記担体と、前記試料とを分離して、前記試料から前記エクソソームの少なくとも一部が除去された前記分離液を得る分離工程を含むことを特徴とする、分離液の取得方法。 a separation step of separating the carrier carrying the complex formed in the complex formation step and the sample to obtain the separated liquid from which at least a portion of the exosomes have been removed from the sample; A method for obtaining a separated liquid, characterized by:
請求項3に記載のエクソソームの単離方法請求項5に記載のエクソソームの除去方法または請求項6に記載の分離液の取得方法を行うためのエクソソームの単離カラムであって、
前記ペプチドが担持された前記担体が充填されていることを特徴とする、エクソソームの単離カラム。
An exosome isolation column for carrying out the method for isolating exosomes according to claim 3 , the method for removing exosomes according to claim 5 , or the method for obtaining a separated liquid according to claim 6 ,
An exosome isolation column, characterized in that it is filled with the carrier carrying the peptide.
JP2019164575A 2019-09-10 2019-09-10 Exosome isolation method, exosome isolation kit, exosome removal method, separation solution acquisition method, and exosome isolation column Active JP7357346B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019164575A JP7357346B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Exosome isolation method, exosome isolation kit, exosome removal method, separation solution acquisition method, and exosome isolation column

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019164575A JP7357346B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Exosome isolation method, exosome isolation kit, exosome removal method, separation solution acquisition method, and exosome isolation column

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021043037A JP2021043037A (en) 2021-03-18
JP7357346B2 true JP7357346B2 (en) 2023-10-06

Family

ID=74863866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019164575A Active JP7357346B2 (en) 2019-09-10 2019-09-10 Exosome isolation method, exosome isolation kit, exosome removal method, separation solution acquisition method, and exosome isolation column

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7357346B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007112904A (en) 2005-10-20 2007-05-10 Chisso Corp Water-soluble cationic magnetic fine particle and their use for separating or detecting phospholipid vesicle
WO2018084807A1 (en) 2016-11-01 2018-05-11 Singapore Health Services Pte Ltd Antimicrobial peptides comprising epsilon lysine residues
WO2019039179A1 (en) 2017-08-22 2019-02-28 国立大学法人広島大学 Method for isolating exosome and exosome isolation kit
WO2019053243A1 (en) 2017-09-18 2019-03-21 Santersus Sa Method and device for purification of blood from circulating cell free dna
JP2019518428A (en) 2016-04-12 2019-07-04 ユニシテ エーファウ アクチェンゲゼルシャフト Isolation of extracellular vesicles (EV) from body fluid samples

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007112904A (en) 2005-10-20 2007-05-10 Chisso Corp Water-soluble cationic magnetic fine particle and their use for separating or detecting phospholipid vesicle
JP2019518428A (en) 2016-04-12 2019-07-04 ユニシテ エーファウ アクチェンゲゼルシャフト Isolation of extracellular vesicles (EV) from body fluid samples
WO2018084807A1 (en) 2016-11-01 2018-05-11 Singapore Health Services Pte Ltd Antimicrobial peptides comprising epsilon lysine residues
WO2019039179A1 (en) 2017-08-22 2019-02-28 国立大学法人広島大学 Method for isolating exosome and exosome isolation kit
WO2019053243A1 (en) 2017-09-18 2019-03-21 Santersus Sa Method and device for purification of blood from circulating cell free dna

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JNC株式会社,Cellufine ET clean | Affinity chromatography media for endotoxin removal,https://www.jnc-corp.co.jp/fine/en/cellufine/grade/grade-1-etclean/
Masayo Sakata,Selective Assay for LPS with Polylysine-Immobilized Cellulose Beads and Limulus Amebocyte Lysate, e-J. Surf. Sci. Nanotech,2009年,Vol. 7,pp.747-749

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021043037A (en) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6712383B2 (en) Exosome isolation method and exosome isolation kit
US20230364150A1 (en) Method for isolation and purification of microvesicles from cell culture supernatants and biological fluids
Staubach et al. Scaled preparation of extracellular vesicles from conditioned media
Vlassov et al. Exosomes: current knowledge of their composition, biological functions, and diagnostic and therapeutic potentials
Bacon et al. Past, present, and future of affinity-based cell separation technologies
CN115710574A (en) Human platelet lysate-derived extracellular vesicles for use in medicine
CN107858324B (en) Method for adsorbing and separating extracellular vesicles including exosomes secreted by cells to culture medium based on anion exchange resin
JP2024023185A (en) Cultivation of placenta to isolate exosome
JP6498274B2 (en) Exosome destruction method, exosome destruction kit, and normal cell-derived exosome isolation method
JP2022538004A (en) Exosomes for disease treatment
JP2017038566A (en) Composition for purification of exosome
CN110785485A (en) Method for separating cardiac progenitor cell subsets and application of method in medical field
van de Wakker et al. Extracellular vesicle heterogeneity and its impact for regenerative medicine applications
CN103289955A (en) Separation of living untouched neurons
Piening et al. Matrix-Bound Nanovesicles: What Are They and What Do They Do?
JP7357346B2 (en) Exosome isolation method, exosome isolation kit, exosome removal method, separation solution acquisition method, and exosome isolation column
TW201245224A (en) Cytotoxic t cell inducing composition
JP7425092B2 (en) Antifibrotic agent and method for producing extracellular vesicles having antifibrotic effect
CN113583952A (en) Culture solution for increasing yield of exosomes of stem cells
US20230051925A1 (en) Vesicle and use thereof
JP7402491B2 (en) Exosome isolation methods, exosome isolation kits, and exosome removal methods
US20230181646A1 (en) Method of production of specialized exosomes
EP1394263A1 (en) Method of detecting and separating undifferentiated liver cellss using dlk
WO2021145396A1 (en) Angiogenic agent and production method for extracellular vesicles having angiogenic effect
AU2015266997A1 (en) Purified compositions of IVIG and KH proteins for modulating lymphocytes and treating hepatitis B virus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220707

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230428

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230509

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230607

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230919

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7357346

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150