2020 Fiscal Year Research-status Report
Regulation of lung stem cells through intracellular clearance by lipid phosphatase
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20K07273
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
吉岡 和晃 金沢大学, 医学系, 講師 (80333368)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 2型肺胞上皮細胞 / 肺線維症 / ホスホイノシタイド / ミオチュブラリン関連タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サーファクタントを分泌するII型肺胞上皮細胞（Alveolar epithelial cell type-II: AECII）は、肺組織の発生や肺組織障害時の修復に重要な役割をはたす組織幹細胞としての役割（AECIIの自己複製、AECIIからI型AEC（AECI）への分化など）を持つことが明らかになりつつある。申請者らは、AECIIにおける細胞膜イノシトールリン脂質（ホスホイノシタイド(PPI)）による細胞内小胞機能の制御を研究する過程で、ミオチュブラリン関連タンパク質－4（MTMR4）が細胞内クリアランスを担うオルガネラ（リソソーム等）の新しい調節分子であり、その欠損が細胞内クリアランスを障害することを明らかにしてきた。MTMR4の全身ホモKO（MTMR4-/-）新生仔マウスが肺成熟障害（AECIIの過形成とI型AEC(AECＩ)の低形成による肺胞構築異常、肺間質の細胞増生と肺線維化）を呈し、呼吸不全により出生後早期に死亡すること、またAECII特異的MTMR4-KOマウスは全身KOと同様の表現型を呈することを見出した。そこで当該年度において、全身型KOおよびAECII特異的KOマウスを用いた肺成熟障害の発症機序を明らかにするために、線維芽細胞レポーター（Col1a2-GFP Tg）を用いた肺線維化発症評価を解剖学的に行った。MTMR4全身型ホモKOマウスの肺組織では生後直後においてCol1a2-GFP陽性線維芽細胞が肺間質領域において異常増成していた。さらに、AECIIモデル・A549培養細胞を用いたin vitro解析から、MTMR4ノックダウンA549細胞においては肺組織発生期のAECII細胞が間葉系細胞へ変換（EMT）することが示唆された。これらのことから、MTMR4はAECII幹細胞機能を調節し肺組織構築の正常化を担う重要な脂質代謝酵素であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度に実施すべき実験計画について、概ね予定通り取り組むことができた。当該研究課題の第一の目的である「MTMR4による小胞膜PI(3)Pレベルの変化が組織幹細胞であるACEIIの分化・増殖に関与する機構の解明」において、MTMR4遺伝子欠損がAECII細胞の分化・増殖に関与していることをマウス個体レベルで示すことができた。さらに、その分子機序についても、AECIIモデル細胞（A549培養細胞）を用いた解析から、MTMR4がAECII細胞の幹細胞機能に必須であることを示唆する結果を得ている。すなわち、MTMR4欠損は肺組織発達期においてAECII細胞の上皮間葉転換（Epithelial-Mesenchymal transition: EMT）を引き起こし、生後直後の肺組織の異常な間質線維芽細胞の増殖をもたらすことを明らかできた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の当該研究では計画通り、AECII細胞に発現するMTMR4が肺間質の正常構造に関与する機序を明らかにしていく予定である。これを実施するのに必要なAECII特異的コンディショナルKOマウス（MTMR4flox/flox; SPC-CreER; R26tdTomato; Col1a2-GFP）は順調に系統樹立されていて、現在tdTomato陽性AECII（SPC+）細胞とGFP陽性肺線維芽（Col1a2+）細胞の局在性およびソーティングされた両細胞の遺伝子発現プロファイルをqPCR法およびRNA-seq法により明らかにする準備を進めている。特に、“肺胞上皮”←→“間葉系”の細胞変換（EMT）に着目して、KOマウス由来AECII細胞の肺胞上皮“幹”細胞としての特性を明らかにする。
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Research Products
(6 results)
