直接リプログラミング法で作成した肺上皮細胞オルガノイドの肺線維症への有効性の検討

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難治性呼吸器疾患の多くは未だ肺移植以外に根治療法がない。肺移植はドナー不足や、術後の拒絶反応や免疫抑制剤投与による感染リスクなどの問題があるため、再生医学として肺細胞の再生が注目されている。この肺細胞を得る方法として研究代表者らは直接リプログラミング法に注目した。直接リプログラミングは、幹細胞を経ることなく体細胞から目的細胞へ直接誘導する方法であるが、肺細胞への直接誘導はこれまで報告がない。研究代表者が所属グループでは、マウス胎児線維芽細胞(MEF)に4因子を導入後3次元 (3D) 培養しⅡ型肺胞上皮(AT2)様細胞へのリプログラミングに成功し、induced-pulmonary epithelial-like cells (iPUL) 細胞と命名した。しかし、作製効率は低く、継代も困難であった。この問題を解決するため、本課題では高効率で長期培養が可能な最適化したAT2様細胞の誘導方法確立と肺線維症モデルへの有効性の検討を目的とした。iPUL細胞の作製効率を上昇させるため、オルガイド培養技術を用いた培養法で各種液性因子を添加し、最も効率のよい作製法を検討した。各種因子を調整した培地での培養でiPUL細胞の作製効率は著明に上昇し、長期間の継代培養、凍結保存が可能であった。作製したiPUL細胞のBulk/Single cell RNA seqを行ったところ、iPUL細胞はAT2細胞と網羅的遺伝子発現パターンが類似していた。再生医療への有効性を検討するために肺線維症モデル免疫不全マウスに標識したiPUL細胞を経気管投与し、再生への寄与を検討した。投与したiPUL細胞は損傷肺に生着し、3か月以上の生着を確認した。生着したiPUL細胞はAT2細胞のマーカーであるSP-Cを発現している細胞と、AT1細胞のマーカーであるAqp5を発現している細胞が混在していた。