インフルエンザ感染肺傷害に対する誘導肺上皮様細胞の有効性の検討

• Project/Area Number: 20K17191
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 森田 篤帆 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教(専修医)(臨床研究) (80866608)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
• Keywords: 肺上皮様細胞 / iPUL細胞 / 直接リプログラミング / オルガノイド / インフルエンザ / ARDS

Outline of Research at the Start

インフルエンザは世界的に重要な呼吸器感染症であり、罹患後に急性呼吸窮迫症候群(ARDS)を引き起こす場合もある。その新規治療法として期待される再生医療の分野では近年、体細胞から目的の細胞を直接誘導する直接リプログラミング法が報告された。
当グループは、マウスで直接リプログラミングによる肺上皮様細胞(iPUL細胞)の誘導に初めて成功した。さらに、iPUL細胞のインフルエンザ感染マウスへの経気管投与で、生存率が改善する有望な結果を得た。本研究では、その保護的作用の具体的機序を解明することを通して、iPUL細胞の投与が重篤な肺傷害をきたす肺疾患に対する治療選択肢となりうることを明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、直接リプログラミング法でマウス胎児線維芽細胞（MEF）から誘導した肺上皮様細胞（induced pulmonary epithelial-like cells;iPUL細胞）をオルガノイド培養後にマウス生体内へ投与し、in vivoでの有効性やその機序を検証することである。
生体内投与の際には非肺上皮様細胞の混在を最小限にするために、フローサイトメトリー等で可能な限りiPUL細胞の純度を高める必要がある。また、iPUL細胞がマウス個体の肺胞領域に生着したか否かの確認は生体内動態を解明する上で重要であることから、それらを両立させる手法の確立を試みた。
CAG-EGFPマウス（グリーンマウス）のMEFから作成したiPUL細胞は、純化の段階ではGFPを利用できないが、生体内投与後はサイレンシングや分化の影響を受けずに追跡できるため有用である。そして、マウス成獣肺のII型肺胞上皮細胞（AT2）は、EpCAM+MHCII+やEpCAM+LysoTracker+といった表面抗原の組み合わせで高純度で単離できることが報告されているため、iPUL細胞にも適用可能か検討した。その結果、iPUL細胞には一定の割合でMHCII発現が認められたものの、成熟iPUL細胞に特異的ではなかった。また、EpCAM+LysoTracker+の集団に関しても高純度なiPUL細胞ではなかった。
そのため、グリーンマウスのMEFから作成してEpCAM+Thy1.2-等の条件で上皮系細胞を単離した後、AT2のオルガノイド培養条件下で継代し徐々に純度を上げたり、SPC-GFPマウスのMEFから作成したiPUL細胞にレンチウイルスベクターを用いて蛍光タンパク質を安定発現させ、追跡可能にしたりすることを目指している。
疾患モデルとしては、感染モデルの他にもブレオマイシン肺傷害モデルでの評価系確立を進めている。