１細胞解像度で知る気道の発生とヒト気道オルガノイド開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20H03693
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53030:呼吸器内科学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 森本 充 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (70544344)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 呼吸器 / 気道 / 発生学 / 幹細胞 / オルガノイド

研究成果の概要

マウス胎児の気道上皮と間充織組織の分化プロセスをscRNA-seqで解析し、E14.5で基底細胞の早期運命決定とTGFb遺伝子の上昇が基底細胞分化を促すことを発見。TGFbシグナルがId遺伝子発現抑制により細胞周期を抑制し、分化を始めることも明らかに。組織再生研究では、傷害後の基底細胞内Id遺伝子上昇による細胞増殖開始を示し、発生と逆の分子動態による組織再生を示唆。ヒトES細胞から気管組織分化誘導を試み、内胚葉由来臓器の間充織組織誘導プロトコールを確立し、ヒト気管間充織組織の軟骨細胞、平滑筋細胞誘導に成功。現在は上皮細胞との共培養条件の検討中。

自由記述の分野

発生遺伝学

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果は、次のような分野への波及効果が期待されます。（１）気道疾患の治療法の開発: 気道上皮および間充織の分化プロセスの理解を深めることで、気道疾患の治療法の開発が可能となります。例えば、気道再生療法や気道再建手術などの治療法に直接応用できます。（２）幹細胞療法の発展: 組織幹細胞や間充織細胞を用いた幹細胞療法の開発に役立ちます。特に、気道再生や肺再生における幹細胞療法の進歩が期待されます。総合的に、本研究は気道および肺の生物学的理解に加えて、疾患治療や再生医療の進歩に向けた重要な基盤を提供することが期待されます。