Functional replacement of mouse lungs by human-derived lung cells

人源肺细胞对小鼠肺的功能替代

• 批准号: 22K19525
• 负责人: 後藤 慎平
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19525/
• 关键词: 肺胞上皮細胞; 移植; 呼吸器; 肺; 再生; 幹細胞

肺は運動刺激や間葉細胞や血球との細胞間相互作用に晒されており、肺胞の機能的成熟には欠かせない環境と考えられているが、障害された肺に細胞を移植した際、これらの肺胞環境を再構築できるかは十分に分かっていない。R4年度は初代細胞と多能性幹細胞から分化誘導された呼吸器細胞を比較し、幼弱な遺伝子発現パターンを呈すると考えられている多能性幹細胞由来のII型肺胞上皮細胞が生体の肺環境下に安定的に生着し、肺胞上皮細胞として機能するかどうかを検討するため、初代細胞を用いてオルガノイドによる長期培養法を検討した。初代肺胞上皮細胞は複数回継代できることを確認したものの、凍結保存が困難であり、徐々に増殖しなくなったためさらなる培養や保存条件の改良を要することが分かった。また、並行して多能性幹細胞から分化誘導した呼吸器細胞を用いて細胞移植の条件検討を進め、ナフタレンと放射線照射による肺障害モデルのほかに毒素付きの抗体を用いたII型肺胞上皮細胞の細胞障害モデル等の開発を進めた。細胞移植用に用いる細胞調整の方法も検討し、加工された培養プレートを用いることで、細胞集塊のサイズをコントロールして肺胞上皮細胞により分化促進した状態のオルガノイドを用意できることも分かった。また、マトリゲル以外の基質を用いた細胞移植法を検討して改良を加えた。一方、高感度レポーターiPS細胞の開発も行い、マウスを飼育したまま、移植後に肺に生着した細胞を可視化できるようになった。また、同時に細胞移植できる個体数を増やすため、培養条件の検討により高感度レポーター細胞株由来の肺前駆細胞について培養条件の最適化を行い、一定のレベルでの量産化も可能となった。これにより、経気管的な細胞移植による生着条件の検討が格段と行いやすくなり、生体内での可視化が困難な初代細胞よりも利便性を高めることができた。

Lung motility stimulates cellular interaction between mesenchymal cells and blood cells, and the maturation of lung cell function is influenced by environmental factors. In year R4, we compared primary cells and pluripotent stem cells to respiratory cells, and examined the development of young and weak pluripotent stem cells. Type II lung epithelial cells derived from pluripotent stem cells were used to develop stable lung cells in vivo. The primary lung epithelial cells were cultured in multiple cycles, and the frozen preservation was difficult. In addition, pluripotent stem cells were induced to differentiate into respiratory cells, and conditions for cell transplantation were discussed. In addition, the development of cell barrier mechanisms for type II lung epithelial cells was also discussed. Methods of cell regulation for cell transplantation include: identification, processing, culture and differentiation of lung epithelial cells. The cell transplantation method was improved. The development of a highly sensitive iPS cell line, its development, and the visualization of lung cells after transplantation In addition, the number of cells transplanted at the same time should be increased, and the optimization of culture conditions for lung cancer cells derived from high sensitivity cell lines should be carried out. The cell transplantation conditions of the cells in vitro are difficult to visualize in vivo, and the cells in vitro are convenient.

项目成果

Generation and application of iPSC-derived mesenchymal cell-dependent alveolar organoids

iPSC 衍生的间充质细胞依赖性肺泡类器官的生成和应用

• 发表时间: 2023
• 作者: Tamai K;Sakai K;Yamaki H;Moriguchi K;Igura K;Maehana S;Suezawa T;Takehara K;Hagiwara M;Hirai T;Gotoh S
• 通讯作者: Gotoh S

難治性呼吸器疾患の克服に向けて

攻克疑难呼吸道疾病

• 发表时间: 2022
• 作者: Mitsuhashi Atsushi;Koyama Kazuya;Ogino Hirokazu;Afroj Tania;Nguyen Na Thi;Yoneda Hiroto;Otsuka Kenji;Sugimoto Masamichi;Kondoh Osamu;Nokihara Hiroshi;Hanibuchi Masaki;Takizawa Hiromitsu;Shinohara Tsutomu;Nishioka Yasuhiko;後藤慎平
• 通讯作者: 後藤慎平

From in vitro to in vivo generation of human lung models using iPS cells

使用 iPS 细胞从体外到体内生成人肺模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Tamai K;Sakai K;Yamaki H;Moriguchi K;Igura K;Maehana S;Suezawa T;Takehara K;Hagiwara M;Hirai T;Gotoh S;後藤慎平
• 通讯作者: 後藤慎平

呼吸器オルガノイドを用いた創薬・再生への挑戦

使用呼吸类器官进行药物发现和再生的挑战

• 发表时间: 2022
• 作者: Mitsuhashi Atsushi;Koyama Kazuya;Ogino Hirokazu;Afroj Tania;Nguyen Na Thi;Yoneda Hiroto;Otsuka Kenji;Sugimoto Masamichi;Kondoh Osamu;Nokihara Hiroshi;Hanibuchi Masaki;Takizawa Hiromitsu;Shinohara Tsutomu;Nishioka Yasuhiko;後藤慎平;後藤慎平
• 通讯作者: 後藤慎平