直接リプログラミングによる肺細胞分化誘導法の開発

現在広く研究されている幹細胞を用いた再生医療は、幹細胞残存による腫瘍形成の可能性や、長期間の組織生着の問題などが指摘されている。幹細胞から肺の上皮細胞（肺細胞）を分化させるためには複雑に培養条件を変化させる必要があり、肺再生医療の実用化には分化誘導過程の簡略化が必須でもある。そこで幹細胞を用いない新たな再生医療として、近年、体細胞に特異的遺伝子を過剰発現させ直接的に目的の細胞を分化誘導する手法（直接リプログラミング法）が注目されている。研究代表者はこの直接リプログラミング法による肺細胞の誘導法の開発を行った。まず胎生期の肺の発生過程で発現する14の転写因子を、レンチウイルスを用いて仔マウス尾部由来の線維芽細胞に過剰発現させ、肺細胞の分化マーカーであるSurfactant protein C（SP-C）、Clara Cell secretary protein（CCSP）の遺伝子発現を7日後に測定した。その結果、GFPコントロールに対しSP-C mRNAが2000倍以上、CCSP mRNAが300倍以上の上昇を認め、さらに14因子のうち特に4因子が重要であることを見出した。その4因子を過剰発現させ、7日後に蛍光免疫組織染色を施行したところ、全細胞の5－10％程度でSP-C陽性細胞を確認した。続いて、SPC-GFPマウス（SP-C発現細胞でGFP蛍光が陽性となるトランスジェニックマウス）の胎生マウスの四肢と尾部から採取した線維芽細胞に、上述の4因子を導入した。Dexamethasone、FGF7などの成長因子を混合した培地で3次元培養を行い、培養開始後7-14日でGFP発光が陽性となることを確認した。免疫染色で、SP-Cの発現が確認された。これらの実験の結果から、研究代表者が使用した4因子によって、肺細胞を線維芽細胞から直接的に誘導することが可能と考えられた。

現在広く研究されている幹細胞を用いた再生医療は、幹細胞残存による腫瘍形成の可能性や、長期間の組織生着の問題などが指摘されている。幹細胞から肺の上皮細胞（肺細胞）を分化させるためには複雑に培養条件を変化させる必要があり、肺再生医療の実用化には分化誘導過程の簡略化が必須でもある。そこで幹細胞を用いない新たな再生医療として、近年、体細胞に特異的遺伝子を過剰発現させ直接的に目的の細胞を分化誘導する手法（直接リプログラミング法）が注目されている。研究代表者はこの直接リプログラミング法による肺細胞の誘導法の開発を行った。まず胎生期の肺の発生過程で発現する14の転写因子を、レンチウイルスを用いて仔マウス尾部由来の線維芽細胞に過剰発現させ、肺細胞の分化マーカーであるSurfactant protein C（SP-C）、Clara Cell secretary protein（CCSP）の遺伝子発現を7日後に測定した。その結果、GFPコントロールに対しSP-C mRNAが2000倍以上、CCSP mRNAが300倍以上の上昇を認め、さらに14因子のうち特に4因子が重要であることを見出した。その4因子を過剰発現させ、7日後に蛍光免疫組織染色を施行したところ、全細胞の5－10％程度でSP-C陽性細胞を確認した。続いて、SPC-GFPマウス（SP-C発現細胞でGFP蛍光が陽性となるトランスジェニックマウス）の胎生マウスの四肢と尾部から採取した線維芽細胞に、上述の4因子を導入した。Dexamethasone、FGF7などの成長因子を混合した培地で3次元培養を行い、培養開始後7-14日でGFP発光が陽性となることを確認した。免疫染色で、SP-Cの発現が確認された。これらの実験の結果から、研究代表者が使用した4因子によって、肺細胞を線維芽細胞から直接的に誘導することが可能と考えられた。