ヒト誘導性肺前駆細胞を用いた組織工学的手法による肺の再生

本研究はヒト由来の誘導性肺前駆細胞を作成し、移植可能なバイオ人工肺作成の基盤となる知見を明らかにすることを目的としている。令和3年度はmRNAを用いてヒト血管内皮細胞と肺上皮細胞から誘導性前駆細胞を作成した。特に血管内皮細胞では、初期化因子の導入で一度消失した血管内皮マーカーが培地変更によって出現することが確認された。そこで令和4年度は作成された誘導性血管内皮前駆細胞をマウススケールのバイオリアクターに注入し、生着率、性質を確認した。まずマウス肺の脱細胞化・再細胞化手法の確立を行った。マウス肺動脈・気管にカニュレーションして脱細胞化し、TritonX,SDC, DNaseを用いて脱細胞化した。マウス肺を再細胞化するのに最適な細胞数が明らかになっていなかったため、細胞数の検討を行った。マウス肺血管の全細胞数である6000万個を基準としてHUVECを1500万個から6000万個でマウス肺動脈から注入し生着を確認したところ、3000万個が最もよく生着していた。マウスを用いることで実験に必要な細胞数がラット等の10分の1程度なることはマウススケールバイオリアクターの利点と考えられた。続いて誘導性血管内皮前駆細胞をバイオリアクターに注入し、脱細胞化肺を再血管化した。3日間灌流し観察したところ、生着率はHUVECより良くないものの一部の細胞に生着が認められ、免疫染色では血管内皮マーカーであるCD31の発現が見られた。さらに血管平滑筋マーカーであるSMAも認められ、誘導性血管内皮前駆細胞からは壁細胞も分化している可能性が示された。先行研究では肺の再血管化には壁細胞も含め細胞の多様性が必要であることが示されており、壁細胞が自然に分化する状態には利点があると考えた。今後は脱細胞化肺への生着能の改善が課題であり、誘導性血管内皮細胞作成時の初期化誘導の期間の調整を検討している。

本研究はヒト由来の誘導性肺前駆細胞を作成し、移植可能なバイオ人工肺作成の基盤となる知見を明らかにすることを目的としている。令和3年度はmRNAを用いてヒト血管内皮細胞と肺上皮細胞から誘導性前駆細胞を作成した。特に血管内皮細胞では、初期化因子の導入で一度消失した血管内皮マーカーが培地変更によって出現することが確認された。そこで令和4年度は作成された誘導性血管内皮前駆細胞をマウススケールのバイオリアクターに注入し、生着率、性質を確認した。まずマウス肺の脱細胞化・再細胞化手法の確立を行った。マウス肺動脈・気管にカニュレーションして脱細胞化し、TritonX,SDC, DNaseを用いて脱細胞化した。マウス肺を再細胞化するのに最適な細胞数が明らかになっていなかったため、細胞数の検討を行った。マウス肺血管の全細胞数である6000万個を基準としてHUVECを1500万個から6000万個でマウス肺動脈から注入し生着を確認したところ、3000万個が最もよく生着していた。マウスを用いることで実験に必要な細胞数がラット等の10分の1程度なることはマウススケールバイオリアクターの利点と考えられた。続いて誘導性血管内皮前駆細胞をバイオリアクターに注入し、脱細胞化肺を再血管化した。3日間灌流し観察したところ、生着率はHUVECより良くないものの一部の細胞に生着が認められ、免疫染色では血管内皮マーカーであるCD31の発現が見られた。さらに血管平滑筋マーカーであるSMAも認められ、誘導性血管内皮前駆細胞からは壁細胞も分化している可能性が示された。先行研究では肺の再血管化には壁細胞も含め細胞の多様性が必要であることが示されており、壁細胞が自然に分化する状態には利点があると考えた。今後は脱細胞化肺への生着能の改善が課題であり、誘導性血管内皮細胞作成時の初期化誘導の期間の調整を検討している。