三次元再生涙腺構造の誘導と新規バリデーション手法の開発

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K09780
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 平山 雅敏 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 専任講師 (90528473)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 涙腺 / ドライアイ / 再生医療 / 細胞外小胞 / 涙液

Outline of Annual Research Achievements

涙腺は眼表面に涙液を分泌し、湿潤、潤滑作用は発現することで眼表面上皮の恒常性を維持する。涙液中には水分だけでなく、涙液タンパク、電解質、サイトサインなどの液性因子を含んでいる。涙腺機能の障害による涙液量の低下は、涙液水分、液性因子の不足を引き起こし、ドライアイなどの眼表面上皮障害の原因となる。涙腺機能障害に対して、既存医療として涙液補充療法があるが、涙腺から分泌される液性因子などは含まれず、再生医療による涙液機能再生の実現が期待されている。
本研究では、再生涙腺の誘導手法の探索と同時に、涙液中のエクソソームに着目し、機能を解析してきた。昨年度までに、マウス涙液エクソソームの存在と機能について解析を行い、本年度は、新たな涙腺分化誘導の手法の開発に取り組んできた。涙腺は胎生期眼表面上皮が肥厚、陥入し、周囲間葉組織との相互シグナリング作用により発生する。涙腺を分化する細胞リソースとして、現状ではiPS細胞が考えられる一方で、より迅速な分化誘導手法として他系統細胞からのダイレクトリプログラミングの実現が期待されている。そこで、まず、角膜上皮細胞から角膜上皮オルガノイドを作製する技術開発を行い、角膜上皮オルガノイドにおける涙腺上皮特異的遺伝子発現を行ったところ、オルガノイド表面から突出する組織像が観察されたが、組織の突出はオルガノイド毎に一定せず、今後の培養条件の検討が期待される。一方で、羊膜組織由来間葉細胞に同様に2次元培養において遺伝子発現を誘導したところ、qPCR検査において涙腺マーカーであるアクアポリン５やラクトフェリンの発現がコントロールと比較して増加していた。今後、より効率的に発現を増加させる遺伝子の組み合わせの探索を進めていくことが必要であると考えられた。