改良コンディショナルリプログラミングによる2型肺胞上皮細胞の新規培養法と機能解析

• Project/Area Number: 19K08630
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: Jichi Medical University
• Principal Investigator: 久田 修 自治医科大学, 医学部, 准教授 (60466571)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 特発性肺線維症 / 2型肺胞上皮細胞 / 気管支肺胞洗浄 / 肺胞マクロファージ / 幹細胞

Outline of Research at the Start

難治性肺疾患の特発性肺線維症においては、遺伝素因と環境素因による2型肺胞上皮細胞の脆弱が病態形成に重要である。しかし、分離・培養の技術的困難から、ヒト疾患肺での2型肺胞上皮細胞の機能解析は進んでいない。そこで本研究では、ヒトの2型肺胞上皮細胞の培養技術を新たに確立し、手術検体を用いて2型肺胞上皮細胞の機能解析を行う。本研究の成果は、特発性肺線維症の病態に基づく新しい診断法・治療法開発の基盤 になる事が期待される。

Outline of Annual Research Achievements

2型肺胞上皮細胞は、特発性肺線維症をはじめとする慢性呼吸器疾患において中心的役割を持つ。しかし、患者肺から生細胞を得る事が難しい事、長期培養が難しい事から解析が十分には進んでいない。本課題はこの技術的制約を克服し、難治性肺疾患研究の基盤を構築する事が目的である。今までの研究で、マウス肺から2型肺胞上皮細胞を分離し、コンディショナルリプログラミング法により長期培養するためのプロトコールを確立した。さらに、肺癌手術の非癌部からヒト2型肺胞上皮細胞を分離培養し、将来の研究に備えて凍結保存するためのシステムを構築した。
2型肺胞上皮細胞の研究には、患者肺からの細胞の入手が難しい事が障壁となっている。前年度にひきつづき、患者から入手が比較的容易な気管支肺胞洗浄液を用いて、2型肺胞上皮細胞の分離培養を試みた。気管支肺胞洗浄液の残余検体から、MACS法により2型肺胞上皮細胞を分離し、コンディショナルリプログラミング法により長期培養する方法を確立した。分離を試みた多くの患者検体で、2型肺胞上皮細胞の培養が可能であった。この方法を用いれば、侵襲の少ない気管支肺胞洗浄を用いて、患者の２型肺胞上皮細胞の入手が可能となる。
ヒト2型肺胞上皮細胞を用いたオルガノイド作成は、安定したプロトコールを確立する事ができなかった。近年、オルガノイド技術が急速に進歩してきており、来年度も同様にオルガノイド作成の技術的検討を継続し、今までに保存した患者細胞の機能解析を行う。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

オルガノイドを用いた機能解析が、技術的困難のために当初の予定より遅れている。

Strategy for Future Research Activity

来年度も同様にオルガノイド作成の技術的検討を継続し、今までに保存した患者細胞の機能解析を行う。

Research Products

• [Journal Article] Patient-derived spheroids and patient-derived organoids simulate evolutions of lung cancer (2023)
  • Author(s): Surina、Tanggis、Suzuki Tomoko、Hisata Shu、Fujita Kazutaka、Fujiwara Satomi、Liu Fangyuan、Fukushima Noriyoshi、Suzuki Takuji、Mato Naoko、Hagiwara Koichi
  • Journal Title: Heliyon Volume: 9 Issue: 3 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e13829
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Design and rationale of the Japanese Idiopathic Interstitial Pneumonias (JIPS) Registry (2023)
  • Author(s): Okuda Ryo、Ogura Takashi、Hisata Shu、et al.
  • Journal Title: Respiratory Investigation Volume: 61 Issue: 1 Pages: 95-102
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2022.08.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nationwide retrospective observational study of idiopathic dendriform pulmonary ossification: clinical features with a progressive phenotype (2022)
  • Author(s): Nishioka Yasuhiko、Toyoda Yuko、Sano Masaaki et al.
  • Journal Title: BMJ Open Respiratory Research Volume: 9 Issue: 1 Pages: e001337-e001337
  • DOI: 10.1136/bmjresp-2022-001337
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 特集 内科疾患の診断基準･病型分類･重症度 第1章 呼吸器 薬剤性肺障害 (2021)
  • Author(s): 久田 修、萩原 弘一
  • Journal Title: 内科 Volume: 127 Issue: 4 Pages: 534-535
  • DOI: 10.15106/j_naika127_534
  • ISSN: 0022-1961, 2432-9452
  • Year and Date: 2021-04-01
• [Journal Article] Highly sensitive detection of driver mutations from cytological samples and cfDNA in lung cancer (2021)
  • Author(s): Fujita Kazutaka、Nakayama Masayuki、Sata Masafumi、Nagai Yoshiaki、Hisata Shu、Mato Naoko、Suzuki Takuji、Bando Masashi、Hizawa Nobuyuki、Hagiwara Koichi
  • Journal Title: Cancer Medicine Volume: 10 Issue: 23 Pages: 8595-8603
  • DOI: 10.1002/cam4.4330
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Reversal of emphysema by restoration of pulmonary endothelial cells (2021)
  • Author(s): Hisata Shu、Racanelli Alexandra C.、Kermani Pouneh、Schreiner Ryan、Houghton Sean、Palikuqi Brisa、Kunar Balvir、Zhou Aiyuan、McConn Keith、Capili Allyson、Redmond David、Nolan Daniel J.、Ginsberg Michael、Ding Bi-Sen、Martinez Fernando J.、Scandura Joseph M.、Cloonan Suzanne M.、Rafii Shahin、Choi Augustine M.K.
  • Journal Title: Journal of Experimental Medicine Volume: 218 Issue: 8
  • DOI: 10.1084/jem.20200938
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Safety and tolerability of combination therapy with pirfenidone and nintedanib for idiopathic pulmonary fibrosis: a multicenter retrospective observational study in Japan (2021)
  • Author(s): Shu Hisata, Masashi Bando, Sakae Homma, Kensuke Kataoka, Takashi Ogura, Shinyu Izumi, Susumu Sakamoto, Kizuku Watanabe, Yoshinobu Saito, Yasuo Shimizu, Motoyasu Kato, Yasuhiro Nishioka, Hiromichi Hara, Yuko Waseda, Yoshinori Tanino, et al.
  • Journal Title: Respir Investig Volume: 59 Issue: 6 Pages: 819-826
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2021.04.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 【呼吸器症候群(第3版)-その他の呼吸器疾患を含めて-】びまん性肺疾患 まれなびまん性肺疾患 肺胞微石症 (2021)
  • Author(s): 久田修、萩原弘一
  • Journal Title: 日本臨床 Volume: 別冊呼吸器症候群III Pages: 150-153
• [Journal Article] A case of lymphocytic interstitial pneumonia presenting with a ground glass nodule as an initial finding (2020)
  • Author(s): Kawaguchi Makoto、Nakayama Masayuki、Bando Masashi、Hisata Shu、Mato Naoko、Suzuki Takuji、Takemura Tamiko、Hagiwara Koichi
  • Journal Title: Respiratory Medicine Case Reports Volume: 31 Pages: 101279-101279
  • DOI: 10.1016/j.rmcr.2020.101279
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NLRP3 Inflammasome Activation in Lung Vascular Endothelial Cells Contributes to Intestinal Ischemia/Reperfusion-Induced Acute Lung Injury (2020)
  • Author(s): Ito Homare、Kimura Hiroaki、Karasawa Tadayoshi、Hisata Shu、Sadatomo Ai、Inoue Yoshiyuki、Yamada Naoya、Aizawa Emi、Hishida Erika、Kamata Ryo、Komada Takanori、Watanabe Sachiko、Kasahara Tadashi、Suzuki Takuji、Horie Hisanaga、Kitayama Joji、Sata Naohiro、Yamaji-Kegan Kazuyo、Takahashi Masafumi
  • Journal Title: The Journal of Immunology Volume: 205 Issue: 5 Pages: 1393-1405
  • DOI: 10.4049/jimmunol.2000217
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Characteristics of 68 patients with clinically proven sarcoidosis based on the Japan Society of Sarcoidosis and Other Granulomatous Disorders 2015 criteria. (2020)
  • Author(s): Yamanouchi Y, Sawahata M, Sakamoto N, Hisata S, Shijubo N, Konno S, Yamaguchi T, Watanabe M, Kawashima H, Suzuki T, Bando M, Hagiwara K
  • Journal Title: Respir Investig. Volume: 58(2) Issue: 2 Pages: 102-109
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2019.11.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitofusins regulate lipid metabolism to mediate the development of lung fibrosis. (2019)
  • Author(s): Chung KP, Hsu CL, Fan LC, Huang Z, Bhatia D, Chen YJ, Hisata S, Cho SJ, Nakahira K, Imamura M, Choi ME, Yu CJ, Cloonan SM, Choi AMK.
  • Journal Title: Nat Commun. Volume: 10(1) Issue: 1 Pages: 3390-3390
  • DOI: 10.1038/s41467-019-11327-1
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Safety and Tolerability of Combination Therapy with Nintedanib and Pirfenidone for Idiopathic Pulmonary Fibrosis: A Multicenter, Retrospective, Observational Study in Japan (2020)
  • Author(s): Shu Hisata, Masashi Bando, Sakae Homma, Kensuke Kataoka, Takashi Ogura, Shinyu Izumi, Susumu Sakamoto,Yoshinobu Saito, Kizuku Watanabe, Yasuo Shimizu, Motoyasu Kato, Naohiko Inase; Study Group of Diffuse Interstitial Lung Disease in Japan
  • Organizer: 欧州呼吸器学会
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Long-Term Follow-Up of a Patient with GM-CSF Antibody-Negative Pulmonary Alveolar Proteinosis Following Exposure to Dust after The Great East Japan Earthquake (2019)
  • Author(s): Shu Hisata, Takuji Suzuki, Hiroyoshi Yamauchi, Shinya Ohkouchi, Masashi Bando, Koichi Hagiwara
  • Organizer: 米国胸部疾患学会
  • Int'l Joint Research