| Project/Area Number |
20K08566
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
今井 晶 (松島晶) 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (40828943)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
オケヨ ケネディオモンディ 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 講師 (10634652)
今井 誠一郎 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (90572610)
伊藤 功朗 京都大学, 医学研究科, 准教授 (40447975)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 肺初代上皮細胞 / 肺胞上皮 / 細胞シート / ヒト初代肺胞上皮細胞 / 特発性間質性肺炎 |
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| Outline of Research at the Start |
特発性間質性肺炎の大半を占める特発性肺線維症は治療法が確立しておらず予後不良な疾患であるが、治療薬開発の最大の障害は、適切なin vitro病態モデルが存在しないことである。本研究では、肺の線維化の中心的役割をなすと考えられているSCGB1A1(セクレトグロビン1A1)陽性上皮を再現する培養モデルを用いて、病態形成にかかわるシグナリング機構の解明と治療薬探索を行う。
治療薬の標的としては、増殖した上皮をSCGB1A1ではなくSP-C(サーファクタント蛋白C)を発現する正常な肺胞上皮へと分化誘導すること、また、SCGB1A1陽性上皮が周囲に発する線維化シグナルを抑制することを目標とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、フィーダーとの共培養系で増殖させた上皮細胞について気液界面培養（Air-liquid-interface culture、ALI）による上皮シート作成を継続した。
既報においては、組織から単離した直後あるいは数日の培養後にALIを行い、高い経上皮電気抵抗（Transepithelial electric resistance, TEER)を持つ上皮シートが報告されている。ただし複数回の継代後は十分な密着結合の形成が得られないという技術的問題のため、継代後の細胞を用いた上皮シート作成の報告は存在せず、本課題においても、継代後の上皮細胞ではシートの品質が不安定であるという問題が存在した。創薬などの応用段階において実用性のあるスケールで実験を行うためには、増殖させた十分量の上皮細胞によるモデルの構築が不可欠であるため、この問題に対して多面的な検討を行うこととした。これにより、フィーダーとの共培養系から上皮細胞を回収しALIに至る、上皮シートを再構成する段階において、複数の低分子化合物を添加し上皮間葉移行に関連するシグナル伝達系を抑制することが有用であるとの知見を得た。
この結果、長期継代培養後にクラブ細胞のマーカーであるSCGB1A1陽性、肺胞上皮のマーカーであるproSP-C陽性のいずれの方向への分化誘導を行ったものについても、既報に合致するTEER有し密着結合のマーカーであるOccludinをシート全面に発現させることができた。
さらに、scgb1a1遺伝子については、ALIよりも液液界面培養（Liquid-liquid interface culture、LLI）下において発現が増強され、sftpc遺伝子においては逆にALI下で発現が増強することを発見した。このことは肺の損傷と再生において微小環境が果たす役割を示唆するものと考えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究の開始は2020年度であったが、COVID-19対策のための診療従事者の研究活動制限などが遂行に大きく響した。本課題は代表者がこれまで海外で行った研究を基礎としており、課題開始前年までに構築した国内での研究環境について、実験施設の変更を伴う研究体制の再構築が必要であった。これらを経て十分な実験機器と人出が確保できるようになった2024年度には、透過性細胞培養基材を用いたin vitroモデル作成の目途をつけることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の進捗によりスクリーニングのReadoutとして、予定通りにTEERを用いることが可能となった。一方、研究グループで作成したメッシュと細胞外マトリクス膜を用いた培養基材には品質の均質性に問題があり、マルチウェル環境での均質性を必要とするスクリーニングには適さないと判断した。このため、スクリーニングには市販の透過性培養基材を使用し、結果検証の段階においてメッシュを使用したより生体の基底膜に近いモデルを使用する予定に変更する.
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