生命理工学系 News

【研究室紹介】 星野研究室

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2020.06.01

星野 歩子

生命理工学コース
准教授 星野 歩子別窓

キーワード エクソソーム、がん転移、自閉症、脳発達障害、バイオマーカー、母胎連関

研究紹介

 新たな細胞間コミュニケーションツールとして注目されているエクソソームが様々な疾患に関わることがわかってきた。その機構に迫ることで将来的には新規治療法への応用を目指しています。

がん細胞由来エクソソームが未来転移先を規定する

Figure 1.がん細胞由来エクソソームが未来転移先を規定する

がん細胞由来のエクソソームは未来転移先へ行き、がんの転移促進的な機構に関わる。
Hoshino et al., Nature 2015 Rodrigues, Hoshino et al. (co-first author), Nature Cell Biology 2019
エクソソームはヘテロな集団であることがわかってきており、今後特定のエクソソームおよびそのエクソソームに含まれるタンパク質が、がん転移のどの機構にどの様に寄与するのか解明を目指す。


エクソソームは臓器間を行き来し情報を橋渡しする

Figure 2.エクソソームは臓器間を行き来し情報を橋渡しする

様々な脳に関わる疾患におけるエクソソームは脳関門を通り抜け脳内環境に影響を与える。自閉症や脳転移に関わるエクソソームは脳内へ取り込まれ脳内環境を変え得る。その機構、病態発症機序に迫る。


エクソソームの母胎連関・胎児発育への影響

Figure 3.エクソソームの母胎連関・胎児発育への影響

母由来エクソソームは胎児の発育に影響を与え得る。
母体エクソソームの解析およびエクソソームに含まれるタンパク質が妊娠、および胎児へどの様な影響を与えるかについて調べる。妊娠時からの自閉症発症機序・妊娠合併症など様々な観点から解析を行う。

研究成果

  • 代表的な論文
  1. 1.Hoshino A, Sang Kim H, Bojmar L, Ennu Gyan K, Cioffi M, Hernandez J, Zambirinis CP, Rodrigues G, Molina H, Heissel S, Tesic Mark M, Steiner L, Benito-Martin A, Lucotti S, Di Giannatale A, Offer K, Nakajima M, Williams C, Nogués L, Pelissier Vatter FA, Hashimoto A, Davies AE, Freitas D, Kenific C, Ararso Y, Buehring W, Lauritzen P, Ogitani Y, Sugiura K, Takahashi N, Aleckovic M, Bailey KA, Jolissant JS, Wang H, Harris A, Schaeffer LM, Posner Z, Balachandran VP, Khakoo Y, Raju P, Scherz A, Sagi I, Scherz-Shouval R, Yarden Y, Oren M, Petriccione M, De Braganca K, Donzelli M, Fischer C, Vitolano S, Wright G, Ganshaw L, Marrano M, Ahmed A, DeStefano J, Danzer E, Roehrl MH, Lacayo NJ, Vincent T, Weiser MR, Brady MS, Meyers P, Wexler LH, Ambati S, Chou AJ, Slotkin E, Modak S, Roberts S, Basu E, Diolaiti D, Krantz B, Cardoso F, Simpson AL, Berger M, Rudin CM, Simeone DM, Jain M, Ghajar CM, Batra SK, Stanger BZ, Bui J, Brown KA, Rajasekhar VK, Healey JH, de Sousa M, Kramer K, Sheth S, Baisch J, Pascual V, Heaton TE, La Quaglia MP, Pisapia DJ, Schwartz R, Zhang H, Liu Y, Shukla A, Sarte L, DeClerck Y, LaBarge M, Bissell MJ, Grandgenett P, Hollingsworth M, Bromberg J, Costa-Silva B, Peinado H, Kang Y, Garcia BA, O'Reilly E, Kelsen D, Trippett TM, Jones DR, Matei I, Jarnagin WR, Lyden D. Extracellular Vesicle and Particle biomarkers define multiple human cancers. Cell in press (First and Corresponding author).
  2. 2.Rodrigues G*, Hoshino A*, Matei IR, Scandariato I, Kenific CM, Kim HS, Casanova-Salas I, Dai D, Badwe CR, Gril B, Mark MT, Dill BD, Molina H, Benito-Martin A, Bojmar L, Offer K, LaPlant Q, Ararso Y, Buehring W, Wang H, Juan X, Liu Y, Sabari JK, Shin SJ, Narula N, Rajasekhar VK, Zhang H, Costa-Silva B, Rafii S, Rudin CM, Jones DR, Steeg PS, Peinado H, Ghajar CM, Bromberg J, Pisapia D, de Sousa M, Lyden D. Tumour exosomal KIAA1199 protein promotes cancer cell colonization in brain metastasis. Nature Cell Biology 2019 Nov 4 (Co-first author)
  3. 3.Prakash V, Carson BB, Feenstra JM, Dass RA, Sekyrova P, Hoshino A, Petersen J, Guo Y, Parks MM, Kurylo CM, Batchelder JE, Haller K, Hashimoto A, Rundqivst H, Condeelis JS, Allis CD, Drygin D, Nieto MA, Andang M, Percipalle P, Bergh J, Adameyko I, Farrants AO, Hartman J, Lyden D, Pietras K, Blanchard SC, Vincent CT. Ribosome biogenesis during cell cycle arrest fuels EMT in development and disease. Nat Commun. 2019 May 8;(1):2110
  4. 4.Wittkowski KM, Dadurian C, Seybond MP, Kim HS, Hoshino A, Lyden D. Complex polymorphisms in endocytosis genes suggest alpha-cyclodextrin as a treatment for breast cancer. PLoS One. 2018 Jul 2;13(7):e0199012
  5. 5.Zhang H, Freitas D, Kim HS, Fabijanic K, Li Z, Chen H, Mark MT, Molina H, Martin AB, Bojmar L, Fang J, Rampersaud S, Hoshino A, Matei I, Kenific C, Nakajima M, Mutvei AP, Sansone P, Buehring W, Wang H, Jimenez JP, Cohen-Gould L, Paknejad N, Brendel M, Manova-Todorova K, Magalhaes A, Ferreira JA, Osorio H, Silva AM, Massay A, Cubillos-Ruiz JR, Galletti G, Giannakakou P, Cuervo AM, Blenis J, Schwartz R, Brady MS, Peinado H, Bromberg J, Matsui H, Reis CA, Lyden D. Identification of distinct nanoparticles and subsets of extracellular vesicles by asymmetric-flow field-flow fractionation. Nature Cell Biology 2018 Mar20(3):332-343
  6. 6.Sansone P, Savini C, Kurelac I, Chang Q, Amato LB, Strillacci A, Stepanova A, Lommarini L, Mastroleo C, Daly L, Galkin A, Thakur BK, Soplop N, Uryu K, Hoshino A, Norton L, Bonafe M, Cricca M, Gasparre G, Lyden D, Bromberg J. Packaging and transfer of mitochondrial DNA via exosomes regulate escape from dormancy in hormonal therapy-resistant breast cancer. Proc Natl Acad Sci USA 2017 Oct 24; 111(43):E9066-E9075
  7. 7.Hoshino A, Lyden D. Metastasis: Lymphatic detours for cancer. Nature 2017 Jun 28;546(7660):609-610
  8. 8.Peinado H, Zhang H, Matei IR, Costa-Silva B, Hoshino A, Rodrigues G, Psaila B, Kaplan RN, Bromberg JF, Kang Y, Bissell MJ, Cox TR, Giaccia AJ, Erler JT, Hiratsuka S, Ghajar CM, Lyden D. Pre-metastatic niches: organ-specific homes for metastases. Nature Reviews Cancer 2017 May;17(5):302-317
  9. 9.Rampersaud S, Fang J, Wei Z, Fabijanic K, Silver S, Jaikaran T, Ruiz Y, Houssou M, Yin Z, Zheng S, Hashimoto A, Hoshino A, Lyden D, Mahajan S, Matsui H. The effect of cage shape on nanoparticle-based drug carriers: Anti-cancer drug release and efficacy via receptor blockade using dextran-coated iron oxide nanocages. Nano Letters 2016 Dec 14;16(12):7357-7363
  10. 10.Hoshino A, Costa-Silva B, Shen TL, Rodrigues G, Hashimoto A, Tesic Mark M, Molina H, Kohsaka S, Di Giannatale A, Ceder S, Singh S, Williams C, Soplop N, Uryu K, Pharmer L, King T, Bojmar L, Davies AE, Ararso Y, Zhang T, Zhang H, Hernandez J, Weiss JM, Dumont-Cole VD, Kramer K, Wexler LH, Narendran A, Schwartz GK, Healey JH, Sandstrom P, Jorgen Labori K, Kure EH, Grandgenett PM, Hollingsworth MA, de Sousa M, Kaur S, Jain M, Mallya K, Batra SK, Jarnagin WR, Brady MS, Fodstad O, Muller V, Pantel K, Minn AJ, Bissell MJ, Garcia BA, Kang Y, Rajasekhar VK, Ghajar CM, Matei I, Peinado H, Bromberg J, Lyden D. Tumour exosome integrins determine organotropic metastasis. Nature 2015 Nov 19;527(7578):329-35
  11. 11.Costa-Silva B, Aiello NM, Ocean AJ, Singh S, Zhang H, Thakur BK, Becker A, Hoshino A, Mark MT, Molina H, Xiang J, Zhang T, Theilen TM, Garcia-Santos G, Williams C, Ararso Y, Huang Y, Rodrigues G, Shen TL, Labori KJ, Lothe IM, Kure EH, Hernandez J, Doussot A, Ebbesen SH, Grandgenett PM, Hollingsworth MA, Jain M, Mallya K, Batra SK, Jarnagin WR, Schwartz RE, Matei I, Peinado H, Stanger BZ, Bromberg J, Lyden D. Pancreatic cancer exosomes initiate pre-metastatic niche formation in the liver. Nature Cell Biology 2015 Jun;17(6):816-26
  12. 12.Thakur BK, Zhang H, Becker A, Matei I, Huang Y, Costa-Silva B, Zheng Y, Hoshino A, Brazier H, Xiang J, Williams C, Rodriguez-Barrueco R, Silva JM, Zhang W, Hearn S, Elemento O, Paknejad N, Manova-Todorova K, Welte K, Bromberg J, Peinado H, Lyden D. Double-stranded DNA in exosomes: a novel biomarker in cancer detection. Cell Research 2014 Jun;24(6):766-9
  13. 13.Ishii G, Hashimoto H, Atsumi N, Hoshino A, Ochiai A. Morphophenotype of floating colonies derived from a single cancer cell has a critical impact on tumor-forming activity. Pathol Int. 2013 Jan;63(1):29-36
  14. 14.Peinado H, Ale?kovi? M, Lavotshkin S, Matei I, Costa-Silva B, Moreno-Bueno G, Hergueta-Redondo M, Williams C, Garcia-Santos G, Ghajar CM, Nitadori-Hoshino A, Hoffman C, Badal K, Garcia BA, Callahan MK, Yuan J, Martins VR, Skog J, Kaplan RN, Brady MS, Wolchok JD, Chapman PB, Kang Y, Bromberg J, Lyden D. Melanoma exosomes educate bone marrow progenitor cells toward a pro-metastatic phenotype through MET. Nature Medicine 2012 Jun;18(6):883-91
  15. 15.Ito S, Ishii G, Hoshino A, Hashimoto H, Neri S, Kuwata T, Higashi M, Nagai K, Ochiai A. Tumor promoting effect of podoplanin-positive fibroblasts is mediated by enhanced RhoA activity. Biochem Biophys Res Commun. 2012 May25; 422(1):194-9
  16. 16.Hoshino A, Ishii G, Ito T, Aoyagi K, Ohtaki Y, Nagai K, Sasaki H, and Ochiai A. Podoplanin-positive fibroblasts enhance lung adenocarcinoma tumor formation. Cancer Research 2011 Jul 15;71(14):4769-79
  17. 17.Ishii G, Hashimoto H, Asada K, Ito T, Hoshino A, Fujii S, Kojima M, Kuwata T, Harigaya K, Nagai K, Ushijima T, and Ochiai A. Fibroblasts associated with cancer cells keep enhanced migration activity after separation from cancer cells: a novel character of tumor educated fibroblasts. Int J Oncol. 2010 Aug;37(2):317-25
  18. 18.Ito TK, Ishii G, Saito S, Yano K, Hoshino A, Suzuki T, and Ochiai A. Degradation of soluble VEGF receptor-1 by MMP-7 allows VEGF access to endothelial cells. Blood 2009 Mar 5;113(10):2363-9
  19. 19.Hoshino A, Chiba H, Nagai K, Ishii G, and Ochiai A. Human vascular adventitial fibroblasts contain mesenchymal stem/progenitor cells. Biochem Biophys Res Commun. 2008 Apr 4;368(2):305-10.
  • 著者
  1. 1.星野歩子 エクソソームによるがん転移の新しいストーリー 実験医学 2016 34(9):1362-1367
  2. 2.星野歩子 転移先を決める接着分子 医学のあゆみ 2016 257(12): 1217-1222
  3. 3.星野歩子 転移形成におけるExosomeの役割 肝胆膵 2017 75(4):841-849
  4. 4.百瀬采音 星野歩子 がん細胞由来エクソソームに発現するインテグリンによる臓器特異性転移 がん分子標的治療 2017 15(3):300-305
  5. 5.星野歩子 エクソソーム含有インテグリンとがん転移メカニズム パラダイムシフトをもたらすエクソソーム機能研究最前線 2017 第2編第4章第3節 147-154
  6. 6.6. 杉浦圭、橋本彩子、星野歩子 脳転移性がん細胞由来エクソソーム中のタンパク質CEMIPはがん脳転移を促進する 実験医学 Current Topics 2020 38(6):1009-1013

教員紹介

星野 歩子 准教授

  • 学歴
2006年3月 東京理科大学理学部応用化学科 卒業
2008年3月 東京大学新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 修了
2011年3月 同博士課程 修了(生命科学博士)
  • 職歴
2009年4月-2011年3月 日本学術振興会特別研究員(DC2)
2010年9月-2011年3月 コーネル大学医学部小児科 Visiting graduate student
2011年4月-2015年3月 コーネル大学医学部小児科 Postdoctoral Associate
2013年4月-2015年3月 日本学術振興会海外特別研究員(RRA)
2015年4月-2016年3月 コーネル大学医学部小児科 Research Associate
2015年9月-2018年10月 Susan Komen Postdoctoral スカラー
2016年4月-2019年2月 コーネル大学医学部小児科 Instructor
2019年3月-現在 コーネル大学医学部小児科 Adjunct Assistant Professor
2019年4月-2020年3月 東京大学 IRCN 講師 東京大学卓越研究員
2019年4月-現在 さきがけ研究者
2020年3月-現在 東京工業大学生命理工学院 准教授
  • 受賞歴
2011年 Keystone Symposia Scholarship Award
2011年 東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻 博士論文特別奨励賞
2020年 第22回守田科学研究奨励賞
2020年 第2回輝く女性研究者賞(科学技術振興機構理事長賞)

学生へのメッセージ

  • 星野准教授より

2020年3月からの新規ラボです。一緒に研究室をスタートアップしてくださる学生さんを募集しています。未だ解明されていない疾患の機構を「エクソソーム分野」からアプローチしていきたいと思っています。全ての細胞から産生されるエクソソームは新規の細胞間コミュニケーションツールとして様々な疾患に関わることが示唆されています。ウイルス程の大きさの微小胞、エクソソームががんの転移や自閉症を引き起こすまでに至る影響力を紐解き、将来的には治療につながるパラダイムシフトを起こす様な研究を、是非初代メンバーとして一緒に進めましょう!

お問い合わせ先

星野 歩子 准教授

すずかけ台キャンパス B1B2棟 509号室

E-mail : ayukohoshino@bio.titech.ac.jp

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