肺微小環境再生に関与する脂質の解析

• 研究課題/領域番号: 16K09553
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 呼吸器内科学
• 研究機関: 獨協医科大学
• 研究代表者: 清水 泰生 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80396621)
• 研究協力者: 中村 祐介 獨協医科大学, 呼吸器アレルギー内科
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2018年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 再生 / 肺 / iPS細胞 / 組織幹細胞 / MALDI-imaging / 脂質 / 血管内皮細胞 / 微小環境 / 血管内皮 / 質量分析 / MALDI-IMS / LC-MS / 再生医学 / 移植・再生医療 / 発生・分化 / 内科

研究成果の概要

肺の微小環境再生にかかわる脂質の同定と局在を明らかにすることを目的とした。iPS細胞由来血管内皮細胞(iEC)を用いてマトリゲル内で内皮のネットワーク形成を作成しその後肺性幹細胞（HPMSC）をネットワークに接種しco-cultureを行った。高濃度のHPMSCは24hrの早期にiECネットワーク内へ広がりco-culture後のネットワークの脂質代謝はiECネットワーク単独で同定された脂質代謝とは明らかに異なった。in vitroでiECとHPMSCというhybridな微小環境を作成しco-cultureによる代謝変化をMALDI-IMSで観察できる可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

in vitroでiPS細胞から作成された血管内皮のネットワークを背景に肺組織由来幹細胞の接種による代謝変化をMALDI-IMSで明らかにすることができた。　このことは疾患由来血管内皮細胞のネットワークを背景としたin vitroの組織幹細胞治療モデルや動物実験で肺内に投与した組織幹細胞治療効果を代謝の面から解析することができる可能性を示唆しており薬剤開発や病態解明に有用な手法と考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Changes of plasmalogen phospholipid levels during differentiation of induced pluripotent stem cells 409B2 to endothelial phenotype cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Nakamura, Yasuo Shimizu, Yasuhiro Horibata, Rinna Tei, Ryosuke Koike1, Meitetsu Masawa, Taiji Watanabe, Taichi Shiobara, Ryo Arai, Kazuyuki Chibana, Akihiro Takemasa, Hiroyuki Sugimoto, Yoshiki Ishii
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09980-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry reveals changes of phospholipid distribution in induced pluripotent stem cell colony differentiation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Shimizu Y, Satou M, Hayashi K, Nakamura Y, Fujimaki M, Horibata Y, Ando H, Watanabe T, Shiobara T, Chibana K, Takemasa A, Sugimoto H, Anzai N, Ishii Y.
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem. 巻: 291 号: 4 ページ: 1007-1016
  • DOI: 10.1007/s00216-016-0015-x
  • 査読あり
• [学会発表] iPS細胞から分化誘導した血管内皮細胞のネットワーク形成におけるMALDIimagingを用いた脂質解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 清水 泰生、中村祐介、塩原太一、藤牧未央、堀金由紀子、曽田紗世、横山達也、渡邊泰治、池田直哉、新井良,三好 祐顕,知花和行、武政 聡浩、石井芳樹
  • 学会等名: 第58回 日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] iPS細胞の自然分化過程でphosphatidylcholine分布は変化する. (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水 泰生,佐藤元康, 林啓太朗、堀端康博,中村祐介、渡邊泰治、塩原太一、新井良,丁倫奈、滝沢秀典、三好 祐顕,知花和行、武政 聡浩,安西尚彦, 杉本博之, 石井芳樹.
  • 学会等名: 第57回 日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] ヒト肺組織由来肺性幹細胞はヒトiPS細胞分化誘導血管内皮へミトコンドリアをトランスファーする. (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水 泰生, 中村祐介, 堀金由紀子, 藤牧未央, 内田信彦, 丁倫奈, 小池亮祐, 正和明哲, 塩原太一, 新井良, 三好祐顕, 武政 聡浩, 石井芳樹.
  • 学会等名: 第66回 日本アレルギー学会学術大会
• [学会発表] iPS細胞の血管内皮分化過程における脂質変化の解析. (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村祐介, 清水 泰生, 堀端康博, 藤牧未央, 内田信彦, 丁倫奈, 小池亮祐,渡邊泰治,塩原太一, 新井良, 知花和行、武政 聡浩,石井芳樹.
  • 学会等名: 第57回 日本呼吸器学会学術講演会
• [学会発表] OVA喘息モデルマウスにおけるリン脂質の変化と可視化. (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村祐介, 清水 泰生, 堀端康博, 北沢祐介, 堀金由紀子, 藤牧未央, 内田信彦, 丁倫奈, 小池亮祐, 正和明哲, 塩原太一, 新井良, 武政 聡浩, 松野健二郎, 杉本博之, 石井芳樹.
  • 学会等名: 第66回 日本アレルギー学会学術大会
• [学会発表] iPS細胞コロニーの自然分化過程におけるphosphatidylchiline分布変化. (2017)
  • 著者名/発表者名: 清水泰生, ,佐藤元康, 林啓太朗, 堀端康博, 中村祐介, 藤牧未央, 安西尚彦, 杉本博之, 石井芳樹.
  • 学会等名: 第16回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター (宮城県仙台市)
• [学会発表] 血管内皮細胞分化過程における脂質変化の検討. (2017)
  • 著者名/発表者名: 中村祐介, 清水 泰生, 堀端康博, 藤牧未央、安西尚彦, 杉本博之, 石井芳樹.
  • 学会等名: 第16回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター (宮城県仙台市)
• [学会発表] iPS細胞コロニーにおける分化部位と未分化部位の脂質分布の違い. (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水泰生, 林啓太朗, 中村祐介, 渡邊泰治, 藤牧未央, 堀金由紀子, 塩原太一, 知花和行、新井良, 丁倫奈, 滝沢秀典, 三好祐顕, 武政聡浩, 石井芳樹.
  • 学会等名: 第56回 日本呼吸器学会学術講演会
  • 発表場所: 国立京都国際会館 (京都府京都市)
• [学会発表] iPS細胞コロニー分化の相違と脂質分布の検討. (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水泰生, 佐藤元康, 林啓太朗, 中村祐介, 渡邊泰治, 藤牧未央, 堀金由紀子, 塩原太一, 知花和行, 丁倫奈, 滝沢秀典, 安西尚彦, 杉本博之, 石井芳樹.
  • 学会等名: 第65回 日本アレルギー学会学術講演会
  • 発表場所: 東京国際フォーラム (東京都千代田区)
• [学会発表] iPS細胞の分化過程における脂質変化の解析. (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村祐介, 清水 泰生, 藤牧未央, 内田信彦, 丁倫奈, 小池亮祐, 渡邊泰治, 塩原太一, 知花和行, 武政 聡浩, 石井芳樹.
  • 学会等名: 第18回石山レスピロロジーフォーラム
  • 発表場所: ロイヤルオーク滋賀 (滋賀県大津市)