肺オルガノイドを用いた間質性肺炎の病態解明

使用肺类器官阐明间质性肺炎的病理学

• 批准号: 20K17223
• 负责人: 福島 貴大
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K17223/
• 关键词: 間質性肺炎; オルガノイド; 個別化医療

間質性肺炎は治療抵抗性に呼吸不全、死亡にいたる難治性疾患であり、多くの悪性腫瘍よりも予後不良とされる。当該疾患の研究領域においては、ヒト検体を用いた適切な疾患モデルが存在せず、この分野の発展を妨げている。我々の研究室では、生きた細胞を継続培養するオルガノイド培養の系を樹立し、患者の肺由来細胞の遺伝子変異、遺伝子発現プロファイルを評価するシステムを確立している。本研究の目的は、独自のオルガノイド培養技術を用いて、間質性肺炎の病態解明、新規治療法開発を行うことである。まず初めに、オルガノイド培養技術を用いて、非癌部の患者由来の肺組織のオルガノイドライブラリー作成を行った。肺胞領域のオルガノイド培養において、微小環境因子(niche)の検討ではWnt, ERK/AKTシグナルが継続培養には必要であることを見出した(Cell Rep. 2021 Jun 8;35(10):109218)。また、バイオバンク検体(間質性肺炎合併肺癌10例、間質性肺炎非合併肺癌１０例)を用いたRTK arrayでは、間質性肺炎においてEGFR、IGF1R、InsulinRの活性化を確認した。現在、間質性肺炎を背景疾患にもつ患者由来の非癌部オルガノイド培養について、微小環境因子(niche)の検討を行っている。今後間質性肺炎由来の肺組織オルガノイドの遺伝子変異、発現プロファイルの解析を行う。また、樹立したオルガノイドにおいて同様にRTK arrayやWestern blotでのキナーゼ 発現解析を行う予定である。これらの統合解析により、間質性肺炎における上皮細胞ないしは線維芽細胞特異的に高発現し疾患発にかかわる遺伝子異常やキナーゼを生きたままの細胞であるオルガノイドライブラリーより同定することで間質性肺炎病態解明や新規治療法開発を目指す。

Interstitial pneumonia is treatment-resistant, respiratory insufficiency, death, refractory disease, multiple malignant tumors, and poor prognosis. When the disease is in the research field, it is necessary to use the appropriate disease to prevent the development of the disease. Our laboratory has established a culture system for human lung cells and established a system for evaluating the genetic diversity and genetic development of lung cells from patients. The purpose of this study is to develop independent culture techniques, clarify the pathologies of interstitial pneumonia, and develop new therapies. In addition, the development of lung tissue culture techniques for patients with non-cancerous lung tissues was carried out. A study of cell culture conditions and niche factors in the lung domain has been presented (Cell Rep. 2021 Jun 8;35(10):109218). The activation of EGFR, IGF1R and InsulinR in interstitial pneumonia was confirmed by RTK array in 10 cases of interstitial pneumonia with lung cancer and 10 cases of interstitial pneumonia without lung cancer. Currently, interstitial pneumonia is a background disease, and the origin of the patient is non-cancerous. In the future, the origin of interstitial pneumonia in lung tissue will be analyzed according to the genetic variation and development of interstitial pneumonia. The RTK array and the Western blot analysis are set up in the same way. Based on this unified analysis, it is possible to identify the presence of abnormal genetic receptors and abnormal cells in interstitial pneumonia that are specific to epithelial cells and vascular germ cells, which provides an insight into the pathology of interstitial pneumonia and the development of new treatment methods.