ラット胎仔肺細胞より作成したオルガノイドの経気道投与による肺再生の可能性

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K18219
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 松本 大資 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任助教 (10761893)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 再生 / 幹細胞 / 肺 / オルガノイド / 気道投与

Outline of Annual Research Achievements

これまで、申請者はラット胎仔肺組織移植モデルを用いて肺の再生にアプローチしてきたが、その一連の実験の中で胎仔肺細胞を用いて作成した肺オルガノイドを肺再生の細胞ソースとして用いることを考え、これを経気道的に投与する実験計画を立てた。
第一段階として、ラット胎仔肺細胞から作成したオルガノイドを正常ラット肺に気道内投与し、生着・分化して成熟肺を構築することを確認した。胎齢17日のGFP胎仔肺組織を採取し、肺オルガノイドの作成を行った。移植至適時期はreal time RT-PCRによる未分化マーカー・分化マーカーの発現程度から培養開始後6日目に決定し、移植モデルが確立した。正常ラットは雌性LEWラット(8～12週)をレシピエントとして用い、全身麻酔下に気管内挿管して、胎仔肺オルガノイドを0.4ml気管内投与した。投与後3日・1・2・4・8週に犠牲死させ、両肺を摘出して評価した。無染色でGFP(+)ドナー由来組織を観察することで生着を確認し、蛍光免疫染色でPdpn(type-I cells)、 Sftpc(type-II cells)、Foxj1(ciliated cells)、CCSP(club cells)の発現を確認した。
さらにブレオマイシン肺線維症モデルへのオルガノイド投与も行った。ブレオマイシン誘導肺障害モデルについては、気管内チューブ留置手術によるブレオマイシンの気管内投与により作成できた。その後、同様に胎仔肺オルガノイドを投与し、投与後4週をタイムポイントとして評価したところ、正常肺への投与と同様にGFP（+）の肺胞構造を確認することができた。投与したオルガノイドが生着することを確認することはできたが、線維化肺を改善させるまでには至らなかった。