ABCA3変異を有する2型肺胞上皮細胞前駆細胞を用いた肺胞修復薬剤の探索

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10056
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 大田 千晴 東北大学, 東北大学病院小児科, 助教 (00733106)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菊池 敦生 東北大学, 大学病院, 助教 (30447156) ; 丹藤 由希子 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (70596212) ; 木村 正人 東北大学, 大学病院, 助教 (80646894)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ABCA3 / 遺伝性間質性肺炎 / 薬剤スクリーニング / FACS

Outline of Annual Research Achievements

ATP-bindingcassette (ABC) A3 蛋白は，AT2のラメラ体限界膜上に発現し,surfactant輸送・代謝，肺胞恒常性の維持に重要な役割を担い，肺胞形成および恒常性の維持にとって不可欠な蛋白である．このため，種々のABCA3 遺伝子変異が，新生児期の致死的肺傷害や小児期の間質性肺炎の原因となる．
今回，我々はABCA3 遺伝子exon21 およびexon25 に複合ヘテロ接合体変異を有する8 歳男児の生体肺移植時の摘出肺からABCA3 遺伝子変異を有する肺胞上皮前駆細胞（AEPCs） (ABCA3mt/mt-AEPCs)を樹立した．同時に，肺機能正常の患者肺から樹立したABCA3wt/wt-AEPCsとABCA3mt/mt-AEPCsでは表現型やAT2 への分化能に相違があることから，ABCA3mt/m-AEPCs はABCA3 変異によるAT2 機能傷害を反映している可能性が示唆された．本研究では，ABCA3mt/m-AEPCs を用いてABCA3 変異によるAT2 機能傷害のメカニズムを明らかにし，機能障害の改善のための薬剤を検索することを目的とする．
平成29年度は，スクリーニング後の遺伝子発現解析ツールとして，FACSを用いた方法を確立した．まず細胞を固定し，proSP-C, ABCA3などの細胞内蛋白で染色後，細胞を回収し，reverse crosslink後にmRNAを抽出することによって遺伝子発現解析を行うことが出来る．平成30年度はこの評価システムを用いて薬剤スクリーニングを行い，現在は重症例には肺移植のみが選択肢であるABCA3遺伝子変異による間質性肺炎に対する治療法の確立を目指していきたい．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

留学先から戻ったあとの手続き等，新規の実験系立ち上げに時間を要したため．FACSでの評価方法の確立に時間を要したため．

Strategy for Future Research Activity

今後は，平成29年度に確立したFACSによる評価系を用い，AEPCから肺胞上皮細胞への分化を促進する薬剤のスクリーニングを行っていきたい．幹細胞機能を修飾する薬剤を用いたスクリーニングと並行し，現在肺線維症の新規治療薬として承認されているニンテダニブとピルフェニドン，遺伝性間質性肺炎に有効であるとされるクロロキンなど実際に使用されている薬剤も利用して，これらの薬剤の効果を判定する．さらに，コンパウンドヘテロノックアウトマウスの作成も同時に行い，有効であると考えられた薬剤が実際の症状改善に寄与するかどうかの判定も行っていきたい．

Causes of Carryover

今年度予定していた薬剤スクリーニング用コンパウンド費用およびマウス購入費を計上しなかったため．

Research Products

• [Journal Article] Senolytic drugs target alveolar epithelial cell function and attenuate experimental lung fibrosis ex vivo (2017)
  • Author(s): Lehmann M, Korfei M, Mutze K, Klee S, Skronska-Wasek W, Alsafadi HN, Ota C, Costa R, Schiller HB, Lindner M, Wagner DE, Guenther A, Koenigshoff M
  • Journal Title: European Respiratory Journal Volume: 50 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1183/13993003.02367-2016
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] HOPX-WNT pathway regulates alveolar homeostasis (2017)
  • Author(s): Chiharu Ota, John-Poul Ng-Blichfeldt, Kathrin Mutze, Wioletta Skronska, Hoeke Baasma, Darcy Wagner, Melanie Koenigshoff
  • Organizer: American Thoracic Society
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Wnt activity marks lung progenitors capable of forming spheres in vitro (2017)
  • Author(s): John-Poul Ng-Blichfeldt, Chiharu Ota, Jan Stolk, Pieter Hiemstra, Reinoud Gosens, Melanie Koenigshoff
  • Organizer: American Thoracic Society
  • Int'l Joint Research