培養肺胞上皮細胞気管内注入による肺病変修復促進に関する分子生物学的検索

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15659373
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 須加原 一博 琉球大学, 医学部, 教授 (20171126)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 古謝 宏樹 琉球大学, 医学部附属病院, 助手 (20347157)
• Keywords: 急性肺障害 / 創傷治癒 / サイトカイン / 肺胞上皮細胞 / 培養細胞 / 骨髄幹細胞 / 分子生物学

Research Abstract

1.培養肺胞II型上皮細胞気管内投与による投与(培養)細胞の動態-これまでの研究成果から、(1)近交系ラット間の方が細胞生着率が良い(投与細胞の20〜30%)。(2)細胞外マトリックと培養細胞の相互作用が培養細胞機能保持に重要(Engelbreth-Holm-Swarm腫瘍細胞の細胞外マトリックスがよい)。(3)4-diamino-phenylindole(DAPI)やlipophilic dialkylcarbocyanines (Dil orDiD)を用いて,投与細胞と組織細胞の区別が可能であること、(4)細胞増殖因子であるKGFで、12時間培養細胞を刺激して気管内投与すると、両方の細胞に増殖反応がみられ、投与細胞の約30%が生着すること、(5)KGF投与後2〜3日目に最大増殖能(BrdU取り込み最大)を示し、イオン輸送能もそれとよく相関することなどが明らかになった。2.呼吸不全動物肺での培養細胞気管内投与-エンドトキシン、ブレオマイシンや塩酸による肺障害ラットについて、KGF刺激培養肺胞II型上皮細胞を気管内投与し、その投与細胞の動態と肺病変の変化を検索した。障害肺に肺水腫様変化が強いために、投与細胞が肺胞レベルまで到達しにくく、生着率が悪い。そのため、障害後2〜3日目に人工サーファクタントを投与してみた。少し生着率が高くなった。最適な投与方法や時期について検討し,5〜7日目に投与すると効果大。3.KGFおよび人工サーファクタントの併用効果-上記障害ラット肺について、KGFと人工サーファクタントを同時に投与し、肺水腫液の吸収度を検索すると、吸収促進が示唆された。この方法を応用し研究を進めている。4.骨髄幹細胞からのlung stem cellsの分離と病変修復への応用-GFPラットに5-FUを投与し、骨髄を刺激し、骨髄細胞を採取。培養し血球成分を除いた骨髄幹細胞を静脈投与し、肺胞への生着度を検索。プレオマイシン肺傷害への生着度を比較検討し、傷害肺への生着が高いことがわかった。さらに、SP-A抗体による染色を行うと、血管から肺組織へ遊走した骨髄細胞の中に、SP-A抗体に染色される細胞があり、肺胞II型上皮細胞に分化していると考えられた。現在これらがKGFに反応するか検索中。反応する場合は、病変修復作用があるか検索を計画している。特に、培養細胞を気管内投与し、骨髄細胞を血管内投与することで、修復促進できるものと期待される。5.FGF-10およびFGF-18による障害抑制-FGF-10およびFGF-18が新たな肺胞II型上皮細胞増殖因子として作用するため、KGFとの相乗効果などについて検索するとともに、細胞増殖による障害抑制効果についても検索を進めている。

Research Products

• [Publications] T.Oshiro, K.Sugahara, et al.: "Effects of antenatal vitamin A on lung maturation and incidence of congenital diaphragmatic hernia in the nitrofen model of rats"J Jpn Med Soc Biol Interface. 34. 54-55 (2003)
• [Publications] T.Oshiro, K.Sugahara, et al.: "Antenatal treatment with vitamin A reduces the incidence of nitrofen-induced congenital diaphragmatic hernia but decreases lung growth"Am J Respir Crit Care Med. 167. A383-A383 (2003)
• [Publications] J Tokumine, T Oshiro, K Sugahara: "Transvenous implantation of bone marrow stromal cells to bleomycin-induced lung injury model in rats"Molecular Biology of the Cell. 14. L334-L334 (2003)
• [Publications] J.Tokumine, K.Sugahara, et al.: "Spinal GDNF level is increased after transient spinal cord ischemia in the rat"Acta Neurochirurgica Suppl. 86. 231-234 (2003)
• [Publications] T Sasara, D Cizkova, R Mestril, J Galik, K Sugahara, et al.: "Spinal heat shock protein (70) expression: effect of spinal ischemia, hyperthermia (42 C)/hypothermia (27C), NMDA receptor activation"Neurochemistry International. 44(1). 53-64 (2004)
• [Publications] S Nakamura, M Kakinohana, K Sugahara, et al.: "Intrathecal morphine but not buprenorphine or pentazocine, can induce spastic paraparesis after noninjurious interval of spinal cord"Anesth & Analg. 98(in press). (2004)
• [Publications] T.Kuroiwa, A.Baethmann, et al.: "Brain Edema XII"Springer Wien New York, Austria. 609 (2003)