甲状腺オルガノイドを用いたヨード輸送機構の全容解明と新たな治療戦略の確立

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K20907
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 鈴木 敦詞 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 臨床研究医 (00750580)
• Project Period (FY): 2021-08-30 – 2023-03-31
• Keywords: 甲状腺オルガノイド / SLC26A7

Outline of Annual Research Achievements

先天性甲状腺機能低下症の病態解明を目的として、甲状腺オルガノイドを用いた機能解析系の確立とその治療応用に対する研究課題であるが、甲状腺オルガノイドについては免疫染色でPax8、Tgといった遺伝子の発現を認め、甲状腺濾胞細胞と類似したキャラクタリゼーションを確認し、遺伝子発現レベルでは成熟した甲状腺オルガノイドの作成ができたと考えている。
また、Slc26a7ノックアウト（KO）マウスからも同様の手法で甲状腺オルガノイドを作成することができた。これまでに先天性甲状腺機能低下症のモデルマウスで甲状腺オルガノイドを作成したという報告は存在しないため、甲状腺に異常のあるマウスでも甲状腺オルガノイドが樹立できたことは機能評価において重要な意義があると期待している。さらに甲状腺オルガノイドをマウスの腎皮膜下に野生型マウスから作成した甲状腺オルガノイドを移植し、マウスの甲状腺機能の変化、腎皮膜下での甲状腺オルガノイドの組織学的な機能評価を実施した。
今後、自身の細胞を用いた治療への応用のためには甲状腺オルガノイドにex vivoで遺伝子導入をし、移植をする必要性がある。まずは甲状腺オルガノイドに遺伝子導入が可能であるかの検証が必要となるため、マウス甲状腺から甲状腺オルガノイドを作成し、レンチウイルスベクターを用いてVenusを発現させたところ問題なく遺伝子導入が可能であった。今後の実験計画のために必須となるSlc26a7及びSlc26a4についてそれぞれ目的のベクターへのサブクローニングが完了し、甲状腺オルガノイドへの効率的な遺伝子導入が可能かどうかを現在検証中である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

我々の研究課題においてin vitroでオルガノイドの機能評価を行うにあたっては、甲状腺組織と類似した成熟した濾胞構造を再現する必要性があるが、遺伝子発現については概ね甲状腺組織と類似した発現を示しているものの、免疫染色あるいはELISAといった手法では未だ甲状腺ホルモン（T4）の合成の確認ができていない。
また、レンチウイルスによるオルガノイドへの遺伝子導入について、Venusの導入は問題なく可能である一方で、まだSlc26a7といった目的の遺伝子導入効率が十分ではないことで、その後の実験計画にも影響を及ぼしている。

Strategy for Future Research Activity

培養方法の修正を行い、機能的に十分成熟した甲状腺オルガノイドの作成の効率化を図る。レンチウイルスによる遺伝子導入に関しては、そのウイルス量を十分に増やしてそのトランスフェクション効率の上昇を試みる。マウスへの甲状腺オルガノイド移植実験については、より多くの甲状腺オルガノイドを移植し評価をしていく必要があると考えている。

Causes of Carryover

次年度使用額が生じた理由として他の研究費による支出を行なった背景がある。今後はオルガノイドの培養試薬、RNA-seq解析などの諸費用が順次必要となると考えられ、当該研究費で会計を行なっていく予定である。