エクソソームにおけるミトコンドリア輸送：可能性のある経路と疾患生物学への関与

Mitochondrial cargo export in exosomes: Possible pathways and implication in disease biology.

抄録

エクソソームの生合成は、複数のエンドソーム輸送経路と並行して行われる。これらの共存する経路は、エクソソームの生合成とエンドソーム経路の重複を介して、エクソソームへのカーゴ輸送を促進する。そのような経路のひとつがオートファジーであり、傷ついた細胞内小器官やその構成要素をオートファゴソーム小胞に取り込み、リソソーム分解へと導く。しかし、オートファゴソームとエクソソーム生合成部位である成熟多胞体（MVB）との間で非正規的な融合現象が起こると、オートファジーの積荷はエクソソームにロードされ、その後「アンフィソーム」のような構造を形成して細胞外に放出されると考えられている。同様に、「マイトファジー」あるいはミトコンドリア（mt）オートファジーの際にも、アンフィソームの形成によってマイトファジーのカーゴがエクソソームに送られる。これらのマイトファジーの荷物が濃縮されたエクソソームやmt-enREXOは、オートファジーのフラックスマーカーであるLC3タンパク質陽性であることが多く、恒常性と病的役割の両方を持つパラクリンシグナル伝達の強力なレギュレーターである。ここでは、この新たな概念について概説し、細胞内オートファジー経路がどのようにmt-enREXOの生成に役立っているのか、また、これらの小胞がどのようにパラクリン細胞シグナル伝達や診断領域で役立っているのかについて論じる。

Exosome biogenesis occurs parallel to multiple endocytic traffic routes. These coexisting routes drive cargo loading in exosomes via overlapping of exosome biogenesis with endosomal pathways. One such pathway is autophagy which captures damaged intracellular organelles or their components in an autophagosome vesicle and route them for lysosomal degradation. However, in case of a noncanonical fusion event between autophagosome and maturing multivesicular body (MVB)-a site for exosome biogenesis, the autophagic cargo is putatively loaded in exosomes and subsequent released out of the cell via formation of an "amphisome" like structure. Similarly, during "mitophagy" or mitochondrial (mt) autophagy, amphisome formation routes mitophagy cargo to exosomes. These mt-cargo enriched exosomes or mt-enREXO are often positive for LC3 protein-an autophagic flux marker, and potent regulators of paracrine signaling with both homeostatic and pathological roles. Here, I review this emerging concept and discuss how intracellular autophagic routes helps in generation of mt-enREXO and utility of these vesicles in paracrine cellular signaling and diagnostic areas.