気道上皮細胞による気道軟骨/平滑筋の恒常性維持機構の解明

阐明气道上皮细胞维持气道软骨/平滑肌稳态的机制

基本信息

批准号：
21K08208
负责人：
田所友美
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Yokohama City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

哺乳類の呼吸器系は、細菌やウィルスを取り除き空気を運ぶ気道と酸素を血液中に取り込む肺胞から成る。気道の内側は気道上皮細胞に覆われており、異物を捉える粘液を分泌する杯細胞を含む分泌細胞とそれらを排出する繊毛細胞から構成され、その下に気道上皮幹細胞である基底細胞が存在する、偽重層上皮構造を有する。一方、気道の外側は軟骨と平滑筋が組み合わさり、管の強度を保つと同時に管の太さを調節可能な構造になっている。前年度に腹側背側の気道上皮幹細胞における遺伝子発現に大きな相違があることについて国際学術誌に発表を行い、気道の発生や維持機構に気道上皮幹細胞のヘテロジェネイティが果たす役割を示唆した（Tadokoro et al., Biol Open, 2021）。抽出された遺伝子を気道上皮特異的にノックアウトし、気道の形成、特に気道軟骨や気道平滑筋形成にどのような影響を与えるかについて検討を行う予定である。本年度はゲノム編集技術を使用した遺伝子改変floxマウスの系統拡大維持（理化学研究所との共同研究）、Creマウスとの掛け合わせによるコンディショナルノックアウトマウスの作製を試みた。前年度に試みた共培養系は、軟骨細胞と平滑筋細胞の培養条件が大きく異なることが明らかになったため、本年度はin vitroにおける肺の器官培養について検討を行い、気道及び肺を含めて７日程度までの器官培養が可能であることを確認した。その際に、平滑筋の収縮運動も認められ、遺伝子改変マウスを用いた呼吸器組織(気道・肺)における平滑筋分化や軟骨分化の比較検討を実施可能な基盤を構築した。

哺乳动物的呼吸系统由去除细菌和病毒并携带空气的气道组成，并将氧气吸收到血液中。气道的内部被气道上皮细胞覆盖，由含有分泌粘液的分泌细胞组成，这些细胞分泌粘液，这些细胞捕获异物，以及沥干它们的纤毛细胞，在它们的下方，基底细胞，它们是气道上皮干细胞，具有伪层上皮结构。另一方面，气道的外部与软骨和光滑的肌肉结合在一起，使其成为一种结构，可以在保持管子强度的同时调节管子。在上一年，他在上一年发表了基因表达的主要差异，这表明气道上皮干细胞异质性在气道的发展和维持机理中的作用（Tadokoro等人，Biol et al。，Biol Open，2021）。提取的基因将被专门为气道上皮拆除，并将检查以确定它们将如何影响气道的形成，尤其是气道软骨和气道平滑肌形成。今年，我们试图使用基因组编辑技术（与Riken Institute的协作研究）保持转基因的Flox小鼠的谱系扩展，并通过将它们与CRE小鼠相结合来创建条件敲除小鼠。据透露，上一年尝试的共培养系统软骨细胞和平滑肌细胞的培养条件显着差异，因此今年我们研究了肺的体外器官培养物，并确认包括气道和肺在内的器官培养可以进行长达7天。此时，还观察到平滑肌的收缩运动，并建立了一个基础，可以使用遗传修饰的小鼠对平滑肌分化和软骨分化进行比较检查。