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がんのサインは、血液よりも「尿」へ。その仕組みを世界で初めて解明
[26/02/24]
提供元：PRTIMES
提供元：PRTIMES
Science Advances 誌に掲載：エクソソームを尿へ運ぶ生体メカニズムを提示、尿中マイクロRNA検査の科学的基盤を強化
バイオAIスタートアップのCraif株式会社（所在地：東京都新宿区、代表取締役CEO：小野瀬隆一、以下Craif）の技術顧問である東京科学大学 生命理工学院の安井隆雄教授、阿尻大雅助教、および東京大学、名古屋大学らによる多施設共同研究グループは、がん組織から分泌されたエクソソームなどの小型細胞外小胞が、腎臓の積極的な働きによって尿中へ排出されるという事実とそのメカニズムを明らかにしました。本研究成果は、国際的に権威のある学術誌『Science Advances』誌（現地時間2026年2月20日付）に掲載されました。
[画像: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/41883/373/41883-373-e8cec5b34414082416877721e84573db-3084x1980.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
これまでCraifでは、すい臓がんをはじめとする10種のがんについて、尿中の細胞外小胞およびマイクロRNAの解析が早期発見に極めて有効であるという研究成果を多数報告してきました。しかし、がんから分泌された細胞外小胞そのものが実際に尿中に排出されるのか、また、排出される場合には、それがどの程度の量、どのようなメカニズムで起きるのかは不明でした。特に大きな矛盾点となっていたのは、がんのバイオマーカーとして注目される「エクソソーム」のサイズにあります。腎臓のフィルターである糸球体の網目は約6〜7nm程度といわれているのに対し、がん細胞が分泌するエクソソームなどの細胞外小胞は30〜200nmと遥かに大きく、このサイズバリアをどのように突破して尿中へ排出されているのか、その具体的なメカニズムは長年にわたり未解明のままでした。
本研究では、この問いに対する明確な答えとして、マウスモデルを用いて、脳や肺、すい臓など、腎臓から遠く離れた部位のがん由来のエクソソームが、血液中よりも尿中に高濃度に濃縮される傾向があることを世界で初めて発見しました。また、細胞実験を通じて、がん由来のエクソソームがトランスサイトーシスと呼ばれる現象を介して、尿中に排出される可能性も示唆されました。この成果は、Craifが提供する尿中マイクロRNA解析によるがん早期発見技術の科学的妥当性を強力に裏付けるものであり、次世代のリキッドバイオプシーにおいて「尿」が極めて重要なバイオマーカー情報源であることを示しています。
■ 研究のポイント
腎臓のサイズバリアを通過する仕組みを解明
糸球体濾過バリアは、一般的に6〜8 nm より大きい分子を排除するが、およそ100nmの大きさがあるがん由来のエクソソームなどの細胞外小胞（30-200nm）がなぜ尿に出るのかという長年の謎を解明。
能動的な輸送機構（トランスサイトーシス）
腎臓の細胞に、がん由来の微粒子が取り込まれ、反対側へ吐き出すことで尿中へ運んでいる事実を発見。
血液より尿に濃縮
肺がんマウスモデルにおいて、がんから放出された微粒子の濃度が血中よりも尿中の方が高くなる現象を確認。
広範ながん種への適用
脳腫瘍、肺がん、膵がんなど、泌尿器から離れた部位のがんでも一貫してがん由来の細胞外小胞の尿中への排出が確認された。
■ 研究概要
従来のリキッドバイオプシーでは血液が主役であり、尿は「手軽だが精度は血に劣る」というのが一般的な認識でした。その最大の理由は、腎臓には微細なフィルター（糸球体）があり、がん細胞が放出するエクソソームのような一定以上のサイズの粒子は通過できないと考えられていたためです。
しかし、研究グループがgRNAや発光タンパク質で標識したがん細胞を用いて追跡実験を行ったところ、がん由来の微粒子が血液中を循環し、トランスサイトーシスと呼ばれる細胞内輸送メカニズムを介して、尿中へ放出されていることが判明しました。
さらに、複数の部位（肺、膵臓）のがんモデルを用いた検証では、がん由来のエクソソームなどの細胞外小胞は血液よりも尿中により多く、あるいは高濃度で検出されるケースが多いことが示されました。
本研究成果は、尿中の細胞外小胞が信頼性の高いがんのバイオマーカーとなり得る科学的根拠を提示するものです。これにより、従来の採血による手法よりも低侵襲かつ簡便な、尿検体を用いた次世代がん診断技術の開発が加速されると期待されます。
本論文の解説コラムはこちら
https://note.com/craif/n/n3f726c86f79e
■ 社会的意義
日本人の2人に1人が「がん」になる時代において、がん早期発見の重要性はかつてないほど高まっています。しかし、内視鏡検査や採血などの侵襲的な手法は、受診者の精神的・身体的負担となり、定期的な受診の障壁となっていました。
本研究によって「尿から高精度にがんを検知できる科学的根拠」が明確になったことで、痛みのない非侵襲的な一次スクリーニングとしての尿検査の信頼性が飛躍的に向上します。今後は、がん検診の受診機会を拡大し、誰もが「がんの超早期発見・早期治療」の恩恵を受けられる社会の実現を加速させることが期待されます。
■ 論文情報
掲載誌：Science Advances
タイトル：Glomerular routing of tumor-derived extracellular vesicles substantiates urinary biopsy
著者：Shota Kawaguchi, Taiga Ajiri, Rina Mitsuya, Reiko Tsuchiya, Koki Kunitake, Yoshikazu Tanaka, Takeshi Yokoyama, Kiichi Sato, Yusuke Sato, Zetao Zhu, Kunanon Chattrairat, Yasuko Kobayashi, Kimiko Inoue, Keisuke Imaeda, Kosei Ueno, Sou Ryuzaki, Akira Kato, Yasuyuki Kimura, Atsushi Natsume, Ryosuke Kojima, and Takao Yasui
DOI：10.1126/sciadv.aeb0555
■用語説明
- 細胞外小胞（エクソソーム）: 細胞から分泌される小さな袋状の粒子で、体内の情報伝達に使われます。細胞外小胞の一種であるエクソソームにはマイクロRNAなどの物質が豊富に含まれており、がんの診断に役立つ重要な情報を運んでいます。
- 糸球体：腎臓の中にある毛細血管の塊で、血液をろ過して尿をつくる最初のステップを担う重要な構造。内皮細胞・基底膜・ポドサイト（糸球体上皮細胞）の三層構造から成り、血液中の老廃物や余分な水分をこしとる「フィルター」として働きます。分子の通過を制限するこの「フィルター」は、通常一定以上のサイズを有する分子を透過しないと考えられています。
- トランスサイトーシス： 物質が細胞を通り抜ける仕組み。分子や粒子が細胞に取り込まれ（エンドサイトーシス）、細胞内を通過し、細胞外へと放出（エキソサイトーシス）される一連の過程からなります。フィルターを通り抜けられない大きな粒子も、細胞がバケツリレーのように反対側へ運ぶことで移動が可能になります。
- リキッドバイオプシー：血液や尿などの体液を用いることで、がんなどの病気の検査を行う方法。身体の一部を切り取る方法（バイオプシー、生体検査）と比較して、侵襲性が低いのが特徴です。中でも、尿採取によるリキッドバイオプシーは一切体を傷つけず、痛みを与えることもなく実施できるため、究極の非侵襲的検査といえます。
■ Craifについて
Craif（クライフ）はがん早期発見に取り組む2018年創業のバイオAIスタートアップです。尿をはじめとする体液から、DNAやマイクロRNAなど多様なバイオマーカーを高精度に検出する独自の解析技術基盤「NANO IP(R)?（NANO Intelligence Platform）」とAI技術を融合し、がんの超早期発見・早期治療・早期復帰を可能にする革新的な検査を開発しています。バイオテクノロジーとAIの力を社会に広く届けることで、当社のビジョンである「人々が天寿を全うする社会の実現」を推進します。
【会社概要】
社名：Craif株式会社（読み：クライフ、英語表記：Craif Inc.）
代表者：代表取締役 小野瀬 隆一
設立：2018年5月
資本金：1億円（2025年4月1日現在）
事業：がん領域を中心とした疾患の早期発見や個別化医療の実現に向けた次世代検査の研究・開発、尿がん検査「マイシグナルシリーズ」の提供
本社：東京都新宿区新小川町8-30 THE PORTAL iidabashi B1F
URL：https://craif.com/
バイオAIスタートアップのCraif株式会社（所在地：東京都新宿区、代表取締役CEO：小野瀬隆一、以下Craif）の技術顧問である東京科学大学 生命理工学院の安井隆雄教授、阿尻大雅助教、および東京大学、名古屋大学らによる多施設共同研究グループは、がん組織から分泌されたエクソソームなどの小型細胞外小胞が、腎臓の積極的な働きによって尿中へ排出されるという事実とそのメカニズムを明らかにしました。本研究成果は、国際的に権威のある学術誌『Science Advances』誌（現地時間2026年2月20日付）に掲載されました。
[画像: https://prcdn.freetls.fastly.net/release_image/41883/373/41883-373-e8cec5b34414082416877721e84573db-3084x1980.jpg?width=536&quality=85%2C75&format=jpeg&auto=webp&fit=bounds&bg-color=fff ]
これまでCraifでは、すい臓がんをはじめとする10種のがんについて、尿中の細胞外小胞およびマイクロRNAの解析が早期発見に極めて有効であるという研究成果を多数報告してきました。しかし、がんから分泌された細胞外小胞そのものが実際に尿中に排出されるのか、また、排出される場合には、それがどの程度の量、どのようなメカニズムで起きるのかは不明でした。特に大きな矛盾点となっていたのは、がんのバイオマーカーとして注目される「エクソソーム」のサイズにあります。腎臓のフィルターである糸球体の網目は約6〜7nm程度といわれているのに対し、がん細胞が分泌するエクソソームなどの細胞外小胞は30〜200nmと遥かに大きく、このサイズバリアをどのように突破して尿中へ排出されているのか、その具体的なメカニズムは長年にわたり未解明のままでした。
本研究では、この問いに対する明確な答えとして、マウスモデルを用いて、脳や肺、すい臓など、腎臓から遠く離れた部位のがん由来のエクソソームが、血液中よりも尿中に高濃度に濃縮される傾向があることを世界で初めて発見しました。また、細胞実験を通じて、がん由来のエクソソームがトランスサイトーシスと呼ばれる現象を介して、尿中に排出される可能性も示唆されました。この成果は、Craifが提供する尿中マイクロRNA解析によるがん早期発見技術の科学的妥当性を強力に裏付けるものであり、次世代のリキッドバイオプシーにおいて「尿」が極めて重要なバイオマーカー情報源であることを示しています。
■ 研究のポイント
腎臓のサイズバリアを通過する仕組みを解明
糸球体濾過バリアは、一般的に6〜8 nm より大きい分子を排除するが、およそ100nmの大きさがあるがん由来のエクソソームなどの細胞外小胞（30-200nm）がなぜ尿に出るのかという長年の謎を解明。
能動的な輸送機構（トランスサイトーシス）
腎臓の細胞に、がん由来の微粒子が取り込まれ、反対側へ吐き出すことで尿中へ運んでいる事実を発見。
血液より尿に濃縮
肺がんマウスモデルにおいて、がんから放出された微粒子の濃度が血中よりも尿中の方が高くなる現象を確認。
広範ながん種への適用
脳腫瘍、肺がん、膵がんなど、泌尿器から離れた部位のがんでも一貫してがん由来の細胞外小胞の尿中への排出が確認された。
■ 研究概要
従来のリキッドバイオプシーでは血液が主役であり、尿は「手軽だが精度は血に劣る」というのが一般的な認識でした。その最大の理由は、腎臓には微細なフィルター（糸球体）があり、がん細胞が放出するエクソソームのような一定以上のサイズの粒子は通過できないと考えられていたためです。
しかし、研究グループがgRNAや発光タンパク質で標識したがん細胞を用いて追跡実験を行ったところ、がん由来の微粒子が血液中を循環し、トランスサイトーシスと呼ばれる細胞内輸送メカニズムを介して、尿中へ放出されていることが判明しました。
さらに、複数の部位（肺、膵臓）のがんモデルを用いた検証では、がん由来のエクソソームなどの細胞外小胞は血液よりも尿中により多く、あるいは高濃度で検出されるケースが多いことが示されました。
本研究成果は、尿中の細胞外小胞が信頼性の高いがんのバイオマーカーとなり得る科学的根拠を提示するものです。これにより、従来の採血による手法よりも低侵襲かつ簡便な、尿検体を用いた次世代がん診断技術の開発が加速されると期待されます。
本論文の解説コラムはこちら
https://note.com/craif/n/n3f726c86f79e
■ 社会的意義
日本人の2人に1人が「がん」になる時代において、がん早期発見の重要性はかつてないほど高まっています。しかし、内視鏡検査や採血などの侵襲的な手法は、受診者の精神的・身体的負担となり、定期的な受診の障壁となっていました。
本研究によって「尿から高精度にがんを検知できる科学的根拠」が明確になったことで、痛みのない非侵襲的な一次スクリーニングとしての尿検査の信頼性が飛躍的に向上します。今後は、がん検診の受診機会を拡大し、誰もが「がんの超早期発見・早期治療」の恩恵を受けられる社会の実現を加速させることが期待されます。
■ 論文情報
掲載誌：Science Advances
タイトル：Glomerular routing of tumor-derived extracellular vesicles substantiates urinary biopsy
著者：Shota Kawaguchi, Taiga Ajiri, Rina Mitsuya, Reiko Tsuchiya, Koki Kunitake, Yoshikazu Tanaka, Takeshi Yokoyama, Kiichi Sato, Yusuke Sato, Zetao Zhu, Kunanon Chattrairat, Yasuko Kobayashi, Kimiko Inoue, Keisuke Imaeda, Kosei Ueno, Sou Ryuzaki, Akira Kato, Yasuyuki Kimura, Atsushi Natsume, Ryosuke Kojima, and Takao Yasui
DOI：10.1126/sciadv.aeb0555
■用語説明
- 細胞外小胞（エクソソーム）: 細胞から分泌される小さな袋状の粒子で、体内の情報伝達に使われます。細胞外小胞の一種であるエクソソームにはマイクロRNAなどの物質が豊富に含まれており、がんの診断に役立つ重要な情報を運んでいます。
- 糸球体：腎臓の中にある毛細血管の塊で、血液をろ過して尿をつくる最初のステップを担う重要な構造。内皮細胞・基底膜・ポドサイト（糸球体上皮細胞）の三層構造から成り、血液中の老廃物や余分な水分をこしとる「フィルター」として働きます。分子の通過を制限するこの「フィルター」は、通常一定以上のサイズを有する分子を透過しないと考えられています。
- トランスサイトーシス： 物質が細胞を通り抜ける仕組み。分子や粒子が細胞に取り込まれ（エンドサイトーシス）、細胞内を通過し、細胞外へと放出（エキソサイトーシス）される一連の過程からなります。フィルターを通り抜けられない大きな粒子も、細胞がバケツリレーのように反対側へ運ぶことで移動が可能になります。
- リキッドバイオプシー：血液や尿などの体液を用いることで、がんなどの病気の検査を行う方法。身体の一部を切り取る方法（バイオプシー、生体検査）と比較して、侵襲性が低いのが特徴です。中でも、尿採取によるリキッドバイオプシーは一切体を傷つけず、痛みを与えることもなく実施できるため、究極の非侵襲的検査といえます。
■ Craifについて
Craif（クライフ）はがん早期発見に取り組む2018年創業のバイオAIスタートアップです。尿をはじめとする体液から、DNAやマイクロRNAなど多様なバイオマーカーを高精度に検出する独自の解析技術基盤「NANO IP(R)?（NANO Intelligence Platform）」とAI技術を融合し、がんの超早期発見・早期治療・早期復帰を可能にする革新的な検査を開発しています。バイオテクノロジーとAIの力を社会に広く届けることで、当社のビジョンである「人々が天寿を全うする社会の実現」を推進します。
【会社概要】
社名：Craif株式会社（読み：クライフ、英語表記：Craif Inc.）
代表者：代表取締役 小野瀬 隆一
設立：2018年5月
資本金：1億円（2025年4月1日現在）
事業：がん領域を中心とした疾患の早期発見や個別化医療の実現に向けた次世代検査の研究・開発、尿がん検査「マイシグナルシリーズ」の提供
本社：東京都新宿区新小川町8-30 THE PORTAL iidabashi B1F
URL：https://craif.com/
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