In vivo regenerative treatment of interstitial cystitis by direct reprogramming

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尿路上皮細胞は膀胱の粘膜を構成し、感染防御や排尿・蓄尿に寄与しており、正常な膀胱機能の維持に欠かせない細胞である。間質性膀胱炎は尿路上皮細胞の欠損や機能が失われることで、痛みや頻尿などの症状が生じる疾患であり、現在のところ有効な治療法がない指定難病である。我々は近年線維芽細胞にFOXA1, TP63, MYCL, KLF4の4遺伝子 (FTLK遺伝子) を導入すると、尿路上皮細胞に変えられる(ダイレクト・リプログラミング)ことを見出した。本研究の目的は、尿路上皮細胞が欠損している間質性膀胱炎モデルマウスを作成し、膀胱の線維芽細胞に遺伝子を直接導入し、体内で尿路上皮細胞 に変える方法(in vivo reprogramming)を用いた治療モデル実験を行い、膀胱機能の改善を検証するとともに、将来的な間質性膀胱炎の根本的治療の開発につなげることを目標とする。本年度はH2O2の膀胱内注入による間質性膀胱炎モデルマウスを作成し、1回排尿量の減少、排尿間隔の短縮を確認した。また、モデルマウスの膀胱組織を取り出し、HE染色を行い、尿路上皮細胞の剥離を確認した。現在マウス膀胱へウイルスベクターの導入方法について検討しており、ウイルスベクターの種類(レトロウイルスやレンチウイルス)、ウイルスの濃度、注入方法を変えて実験を行ったところ、膀胱の一部はGFPの蛍光を確認することができた。しかしながら漿膜層への感染であり、目的の粘膜下層の線維芽細胞への遺伝子導入が困難であったため、注入方法の検討が必要と考えられた。また、ウイルスベクターに依存しない方法として、小分子化合物を用いたダイレクト・リプログラミングの手法も他の細胞種においては報告されており、luciferase assayを用いた化合物スクリーニングによる検索と小分子化合物での尿路上皮細胞への運命転換を試みる。