集団的mRNAリプログラミング法による多様化人工前駆細胞群を用いたバイオ人工肺の開発
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23K08308
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 55040:Respiratory surgery-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 隆哉 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (80611996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡辺 有為 東北大学, 大学病院, 助教 (20724199)
大石 久 東北大学, 大学病院, 講師 (60451580)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | バイオ人工肺 / ｍRNA / リプログラミング / 幹細胞 / mRNA / 脱細胞化 / 肺の再生 |
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| Outline of Research at the Start |
肺の代表的な細胞集団である肺胞上皮細胞・肺血管 内皮細胞に対して臨床検体を利用して同時に初期化因子導入を行う「集団的リプログラミン グ」と呼ぶ手法を考案した。多系統細胞の同時リプログラミングを適切に制御することで胎 児臓器のような多様性をもった肺前駆細胞集団が形成され、これを脱細胞化肺内で還流培養 することで短期間に高い機能性をもったバイオ人工肺の作成が可能になる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではヒト肺由来の初代培養細胞を用いてmRNAによる部分リプログラミングを通じて分化系統の限られた前駆細胞用集団を生み出すことを目的としている。集団的リプログラミング法は市販培養細胞（小気道上皮細胞・臍帯静脈血管内皮細胞）の使用によりある程度の再現性が得られる結果となっていたが、系統による方法の違いや増殖条件の違いが問題となっていた。とくに臨床検体から初代培養細胞の分離後には細胞がかなり死滅することがわかっており、本研究においてもこの点がネックになっている。より条件の緩やかな細胞分散法を検討している。またリポフェクション法によるmRNAトランスフェクションが死細胞を増やす原因となっている。この解決のため、まず死細胞の少ない市販細胞を用いてより効率的かつ毒性の少ないmRNAトランスフェクション法を追求している。
バイオリアクター開発においてはマウススケールのものが完成し、さまざまな系統の細胞を注入して全肺再生にまで持ち込めるプラットフォームを作り上げることができた。またフラクタル解析など数学的な手法により、還流型バイオリアクターに注入する細胞数の最適化に成功している。この最適化された条件をもとに、脱細胞化肺のなかに毛細血管網を再生し、その再生肺をマウスに同所性移植することに成功している。同時にラットサイズへむけて還流システムのアップグレードに取り組んでおり、パイロット実験を行っている。ラット肺の脱細胞化は十分に検証されつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
初代細胞による部分リプログラミングの最適化に難渋しており、まずトランスフェクション後の生存率向上のための方法を模索している。
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| Strategy for Future Research Activity |
トランスフェクション法をより死細胞のすくなくなる条件に変更する必要がある。現在はリポフェクション法による導入を行っているが、おそらく初代細胞で増殖能のない細胞への導入は困難と考えられる。今後はエレクトロポレーションによるｍRNA導入を試みる。また修飾RNAの種類も変更する可能性を考えている。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
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[Presentation] mRNAトランスフェクションによる誘導性ヒト末梢気道上皮前駆細胞の開発とバイオ人工肺への応用2023
Author(s)
[鈴木 隆哉,冨山 史子,船橋 淳一,新井川 弘道,渡邊 龍秋,大石 久,野津田 泰嗣,小野寺 賢,村井 翔,鈴木 有容,野田 雅史,岡田 克典]
Organizer
第76回日本胸部外科学会
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