| 研究課題/領域番号 |
20K09174
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分55040:呼吸器外科学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
鈴木 隆哉 東北大学, 加齢医学研究所, 助教 (80611996)
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| 研究分担者 |
野津田 泰嗣 東北大学, 大学病院, 助教 (00636037)
大石 久 東北大学, 大学病院, 講師 (60451580)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 人工幹細胞 / 人工前駆細胞 / 組織工学 / 脱細胞化 / 呼吸器再生 / 人工臓器 / 肺幹細胞 / 前駆細胞 / ｍRNAリプログラミング / バイオ人工肺 / 幹細胞 / 遺伝子編集 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、組織工学的手法による移植可能な人工肺作成技術の開発を目標に、その 技術を支える基盤的知見を明らかにすることを目的としている。その方法として成熟した成人肺由来細胞に山中4因子を導入し、薬剤誘導性に 4因子の発現を精密にコントロールすることによって、細胞の増殖能を高めながらも分化度を抑えた人工的前駆細胞「誘導性肺前駆細胞」を開発する。さらにこの人工的前駆細胞により肺を試験管内で完全に再生し、移植可能なレベルのBioengineered lungを作成する。
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| 研究成果の概要 |
まずマウススケールの心肺ブロック還流型バイオリアクターの開発を行った。この還流培養装置はマウスの心肺に細径カニューラからポンプ送液を行って生理的な心肺還流を実現するもので、この装置により非常に小さいスケールで肺血管内皮細胞・上皮細胞を生体内動態に近い形で培養することが可能になった。これに引き続いて人工的前駆細胞開発を行った。ヒト初代培養細胞に初期化リプログラミング因子をコードしたmRNAを細胞に導入しすると、極めて増殖能力の高い細胞群が出現した。この中間的な前駆細胞は、mRNAの影響をキャンセルしもとの培養条件に戻すことにより、出発細胞に近い特徴をもった細胞に分化した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究のユニークな点は複数系統の細胞を出発材料として、統一的な方法により多様性をもった人工的前駆細胞集団を作り出すことである。一つの多能性幹細胞からどれだけ多くの成熟細胞を作成するかというこれまでの視点から、成熟細胞の多様性を利用して増殖能と組織特異性を保った前駆細胞を利用する点で独自性がある。また安全性が高いmRNAを利用することにより、臨床展開がスムーズにできると考えた。本研究で開発されたマウス型の還流型バイオリアクターによりハイスループットな細胞スクリーニングが可能になった。またマウス心肺ブロック回路の活用により、肺微細構造の３Dデータ化と培養シミュレーション可能になった。
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