Induction of lung organoid from pluripotent stem cells using lung-derived biomaterials

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22931
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0903:Organ-based internal medicine and related fields
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: Kitamura Tomotaka 奈良県立医科大学, 医学部, 助教 (00882044)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: 肺オルガノイド / 脱細胞化 / 細胞外マトリックス / 胚性幹細胞 / 3次元培養

Outline of Final Research Achievements

Recently, organ regeneration using extracellular matrix derived from various organs has been reported, and a few reports in the respiratory area. In the present study, we attempted to induce lung organoid from mouse embryonic stem (ES) cells using lung-derived decellularized matrix (LM). Three-dimensional cultures of ES cells were performed using sheets of LM prepared from adult mice lung (LMsheet). Increased gene expressions of various lung or airway epithelial cell markers were observed in differentiation of ES cells using LMsheet. Furthermore, histological analysis demonstrated formation of ES-derived lung organoid in LMsheet.

Free Research Field

再生医療

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

肺は種々の細胞が立体的配置により機能しているが、その立体構成には細胞外マトリックスが主に関与していると考えられている。これまで細胞外マトリックスは専ら足場として利用されてきたが、本研究では、分化誘導因子としての可能性を精査した。マウス由来正常肺を脱細胞化後、シート状に加工したものを用いてES細胞の分化誘導を行ったところ、肺および気道各種細胞への分化誘導を認めた。本研究成果は、肺再生や肺形成における細胞外マトリックスの新たな知見を示し、今後の呼吸器再生医学に大いに貢献し得ると考えられた。