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Development of human alveolar organoid culture method using complete medium

Research Project

Project/Area Number 21K19491
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

Mitsuru Morimoto  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (70544344)

Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords肺胞オルガノイド / AT2細胞 / 肺線維症 / 完全培地 / 呼吸器 / オルガノイド / 肺胞 / 生体ヒト組織
Outline of Research at the Start

本研究計画は、呼吸器の基礎研究、疾患研究を大きく変革させる、完全合成培地によるヒト肺胞オルガノイド培養法の確立を目指すものである。大学病院で採取されたヒト肺組織から肺胞幹細胞を単離し、線維芽細胞や血清を含まない完全合成培地でヒト肺胞オルガノイドを作成する技術を確立することを目的とする。その研究目的を達成するため、(1)新鮮な生体ヒト肺組織の入手、(2)ヒト肺胞オルガノイドに適した培養条件の開発、(3)ヒト肺胞幹細胞の継代と保存技術の開発を実施する。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to isolate alveolar stem cells from living human lung tissue and to develop a technique for the preparation of human alveolar organoids. By optimizing the previously reported medium for mouse alveolar organoids, a fully synthetic medium free of fibroblasts and serum was established, and human alveolar organoids were successfully prepared. In collaboration with Kobe University Hospital, fresh living human lung tissue was used to prepare alveolar organoids after isolation of AT2 cells. However, there is room for improvement as the spherical shape changes with passaging. This led to the establishment of an in vitro model of pulmonary fibrosis, a human respiratory disease, and the successful induction of adjacent myofibroblasts by DNA damage in AT2 cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒト肺胞オルガノイド培養の条件を確立できたこと、また肺線維症オルガノイド培養を確立できたことで、以下のような社会への貢献が期待できる。(1) 呼吸器疾患の研究と治療法開発: ヒト肺胞オルガノイドの作成技術を活用することで、呼吸器疾患の研究が促進される。(2) 新薬の開発と効果評価: ヒト肺胞オルガノイドを利用した新薬の効果評価や副作用の検討が可能となる。(3) 個別化医療の推進: 患者固有の肺疾患や治療反応を再現するin vitroモデルの構築により、個別化医療の実現が可能となる。患者に適した治療法の選択や治療効果の予測ができるようになるかもしれない。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2023 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Autocrine TGF-β-positive feedback in profibrotic AT2-lineage cells plays a crucial role in non-inflammatory lung fibrogenesis.2023

    • Author(s)
      Yasunori Enomoto, Hiroaki Katsura, Takashi Fujimura, Akira Ogata, Saori Baba, Akira Yamaoka, Miho Kihara, Takaya Abe, Osamu Nishimura, Mitsutaka Kadota, Daisuke Hazama, Yugo Tanaka, Yoshimasa Maniwa, Tatsuya Nagano, Mitsuru Morimoto
    • Journal Title

      Nature communications

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 4956-4956

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40617-y

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identifying a Lung Stem Cell Subpopulation by Combining Single-Cell Morphometrics, Organoid Culture, and Transcriptomics.2023

    • Author(s)
      Takashi Fujimura, Yasunori Enomoto, Hiroaki Katsura, Taisaku Ogawa, Saori Baba, Akira Ogata, Akira Yamaoka, Katsuyuki Shiroguchi, Mitsuru Morimoto
    • Journal Title

      Stem cells (Dayton, Ohio)

      Volume: 41 Issue: 8 Pages: 809-820

    • DOI

      10.1093/stmcls/sxad044

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 呼吸器発生の解明が導く気管・肺胞オルガノイド培養技術の開発2021

    • Author(s)
      中山彰吾, 森本充
    • Journal Title

      羊土社 実験医学

      Volume: 39巻 Pages: 2863-2869

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] 肺胞オルガノイド2021

    • Author(s)
      榎本泰典, 森本充
    • Journal Title

      科学評論社 臨床免疫・アレルギー学

      Volume: 76

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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Scrap and Reconstruction of Lung Fibrosis using Alveolar Organoid2023

    • Author(s)
      Mitsuru Morimoto
    • Organizer
      Keystone 2023
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] オルガノイド培養技術を使った肺線維症のスクラップ&ビルド2023

    • Author(s)
      森本充
    • Organizer
      呼吸器学会2023
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  • [Presentation] オルガノイド培養技術を使った肺線維症のスクラップ&ビルド2023

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      森本充
    • Organizer
      第3回日本びまん性肺疾患研究会
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    • Author(s)
      森本充
    • Organizer
      第61回日本呼吸器学会学術講演 教育講演
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  • [Presentation] 幹細胞研究からオルガノイド開発、そして肺疾患解析へ、2021

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      森本充
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      第61回日本呼吸器学会学術講演 会長企画シンポジウム
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  • [Presentation] 幹細胞研究からオルガノイド開発、そして肺疾患解析へ、2021

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      森本充
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      第42回日本炎症・再生医学会 シンポジウム
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    • Invited
  • [Remarks] 肺線維症発症の中心的機構を発見 -特発性肺線維症の治療へ光-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2023/20230831_4/index.html

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      2023 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 肺線維症モデル、及び、肺線維症の予防又は治療剤のスクリーニング方法2023

    • Inventor(s)
      榎本泰典、桂廣亮、森本充
    • Industrial Property Rights Holder
      榎本泰典、桂廣亮、森本充
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2025-01-30  

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