肺由来コンポジットマテリアルによる多能性幹細胞から肺オルガノイドの創出と機能解析

使用肺源性复合材料从多能干细胞中创建肺类器官并进行功能分析

基本信息

批准号：
22K08236
负责人：
北村知嵩
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nara Medical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

各種臓器において、脱細胞化後の細胞外マトリックス（extracellular matrix：EM）を利用することで臓器を再生させる試みが行われている。呼吸器領域においても例外ではないが、EMを分化誘導因子に用いた研究は極めて少ない。そこで、本研究では、肺由来脱細胞化マトリックス（LEM）を用いて多能性幹細胞（ES細胞）を３次元培養することで、肺特異的な分化誘導を試み、創出される肺オルガノイドの解析を行うことを目的とした。成獣動物（マウス）の肺をSDS処理することでLEMを調整後、更にシート状に加工したLEM-Sheetを作成した。LEMおよびLEM-Sheetは、凍結切片作成後、H&E染色等により評価した。更に、厚みの異なるLEM-Sheetを用いて多能性幹細胞（マウスES細胞）の3次元培養を行った。その結果、シート厚は、ES細胞の生着や細胞増殖に影響することが明らかとなった。分化誘導した肺オルガノイドにおいて、各種肺細胞関連マーカー（1型肺胞上皮細胞：AQP5、2型肺胞上皮細胞：SPC、クラブ細胞：CC10など）の遺伝子発現を解析した結果、LEM-Sheetは各種マーカーを誘導亢進させた。加えて、免疫染色による評価では、各種肺細胞マーカーを発現する細胞の増加を認めた。今後、LEM-Sheetを用いた分化誘導後のオルガノイド解析を継続し、新たな生体材料（マウス胎児由来未成熟肺細胞など）を利用して更なる分化誘導の条件検討を行う予定である。

人们正在尝试利用脱细胞后的细胞外基质（EM）来再生各种器官。尽管呼吸领域也不例外，但将EM作为分化诱导因子的研究极少。因此，在本研究中，我们尝试使用肺源性脱细胞基质（LEM）三维培养多能干细胞（ES细胞）来诱导肺特异性分化，并分析所创建的肺类器官。通过用 SDS 处理成年动物（小鼠）的肺部来调整 LEM 后，我们进一步将 LEM-Sheet 加工成片材。制备冷冻切片后，通过 H&E 染色对 LEM 和 LEM-Sheet 进行评估。此外，我们使用不同厚度的LEM-Sheets对多能干细胞（小鼠ES细胞）进行了三维培养。结果表明片层厚度影响 ES 细胞植入和细胞增殖。通过分析分化肺类器官中各种肺细胞相关标志物（1型肺泡上皮细胞：AQP5、2型肺泡上皮细胞：SPC、俱乐部细胞：CC10等）的基因表达，我们发现LEM-增加标记物的诱导。此外，免疫染色评估显示表达各种肺细胞标记物的细胞有所增加。未来，我们计划继续分析使用LEM-Sheet诱导分化后的类器官，并进一步研究使用新生物材料（例如源自小鼠胎儿的未成熟肺细胞）诱导分化的条件。