Development of the bioengineered lung using induced progenitor-like cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09174
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55040:Respiratory surgery-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Takaya Suzuki 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (80611996)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野津田 泰嗣 東北大学, 大学病院, 助教 (00636037) ; 大石 久 東北大学, 大学病院, 講師 (60451580)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 人工幹細胞 / 人工前駆細胞 / 組織工学 / 脱細胞化 / 呼吸器再生

Outline of Final Research Achievements

irst, we developed a mouse-scale heart-lung block retrograde type bioreactor. This circulatory culture device achieves physiological heart-lung perfusion by pump infusion from a small-diameter cannula into the mouse heart and lungs, allowing for the cultivation of pulmonary vascular endothelial cells and epithelial cells on a very small scale in a form close to in vivo dynamics. Following this, we conducted the development of artificial progenitor cells. When we introduced mRNA that codes for reprogramming factors into human primary cultured cells, an extremely proliferative group of cells propagated. These intermediate precursor cells differentiated into cells with characteristics similar to the starting cells by canceling the effects of the mRNA and returning to the starting cell conditions.

Free Research Field

呼吸器外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究のユニークな点は複数系統の細胞を出発材料として、統一的な方法により多様性をもった人工的前駆細胞集団を作り出すことである。一つの多能性幹細胞からどれだけ多くの成熟細胞を作成するかというこれまでの視点から、成熟細胞の多様性を利用して増殖能と組織特異性を保った前駆細胞を利用する点で独自性がある。また安全性が高いmRNAを利用することにより、臨床展開がスムーズにできると考えた。本研究で開発されたマウス型の還流型バイオリアクターによりハイスループットな細胞スクリーニングが可能になった。またマウス心肺ブロック回路の活用により、肺微細構造の３Dデータ化と培養シミュレーション可能になった。