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ヒトiPS細胞を用いた気道上皮細胞における細胞間の繊毛協調運動の確立

研究課題

研究課題/領域番号 17K17853
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 呼吸器内科学
実験病理学
研究機関大阪大学

研究代表者

小西 聡史  大阪大学, 医学系研究科, 特任研究員 (10789564)

研究協力者 月田 早智子  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (00188517)
後藤 慎平  京都大学, 大学院医学研究科, 特定准教授 (50747219)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード多繊毛協調運動 / 粘液繊毛クリアランス / 気道疾患モデリング / ヒトiPS細胞 / 初代培養マウス気管上皮細胞 / ライブセルイメージング / 気道繊毛上皮細胞 / 超解像顕微鏡 / 平面極性コア蛋白 / アピカル細胞骨格 / 疾患モデルiPS細胞 / 繊毛上皮細胞 / 気道上皮細胞 / 細胞間の繊毛協調運動
研究成果の概要

気道上皮細胞シートの粘液繊毛クリアランスの異常は、多くの気道疾患と関わり重要である。研究代表者はヒトiPS 細胞から気道繊毛上皮細胞の分化誘導法を確立したが、in vitroの気道粘液繊毛疾患のモデリングに必要な「一方向性の粘液流を生み出す細胞間の繊毛協調運動の確立」は未だ達成できていなかった。本課題で、研究代表者は、原発性繊毛機能不全症の疾患モデルiPS細胞由来の気道繊毛上皮細胞を用いて、繊毛機能の評価解析系を樹立し、トランスジェニックマウスの初代培養の気管多繊毛上皮細胞のライブセルイメージングを軸にして、多繊毛協調機構に平面極性コア蛋白とアピカル細胞骨格が重要であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

気道上皮細胞シートにおいて一方向性の粘液流を生み出す多繊毛協調運動は、気道を介した生体防御システムの根幹を担うが、多繊毛協調の解析評価システム、並びに多繊毛協調の形成モデルは、確立されていなかった。本研究では、気道上皮細胞シートにおける繊毛機能の解析系を樹立し、多繊毛協調の形成機構に迫った。このことは、今後、粘液繊毛クリアランス異常の気道疾患患者の診断や治療のみならず、これまで評価が難しかった多繊毛協調を軸とした新たな疾患分類に繋がる可能性がある。また、本研究終了時では、論文投稿準備段階であるが、多繊毛協調運動の形成機構の新たなモデルを提示したことは学術的な意義があると考える。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 肺のオルガノイドとその医学応用への可能性-呼吸器における幹細胞研究の新展開2018

    • 著者名/発表者名
      小西 聡史、後藤慎平
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 264 ページ: 664-668

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] High-resolution live-cell imaging analysis toward the formative process of co-ordinated airway ciliary beating(仮)2019

    • 著者名/発表者名
      小西 聡史
    • 学会等名
      International Conference on Systems Biology 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高分解能ライブセルイメージングによる気道多繊毛協調運動構築原理の解明2019

    • 著者名/発表者名
      小西 聡史
    • 学会等名
      第92回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Application of human induced pluripotent stem cells to disease modelling of primary ciliary dyskinesia2019

    • 著者名/発表者名
      後藤慎平
    • 学会等名
      Gordon Research Conference 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 長時間高分解能ライブセルイメージングによる気管多繊毛上皮細胞の繊毛配列メカニズム の解析2019

    • 著者名/発表者名
      月田早智子
    • 学会等名
      第11回呼吸機能イメージング研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DISEASE MODELING OF PRIMARY CILIARY DYSKINESIA USING HUMAN INDUCED PLURIPOTENT STEM CELLS2018

    • 著者名/発表者名
      曽根 尚之
    • 学会等名
      ISSCR Annual Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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