マウス肺移植による肺再生医療研究の可能性

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K10786
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 吉田 光輝 徳島大学, 病院, 講師 (30403710)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 和也 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (10263815) ; 川上 行奎 徳島大学, 病院, 特任講師 (00596249) ; 鳥羽 博明 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 助教 (40403745) ; 河北 直也 徳島大学, 病院, 助教 (60522266)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 肺再生医療 / マウス肺移植 / ips細胞 / GFPマウス / 胎児肺

Outline of Annual Research Achievements

マウス肺移植手技を用いる，肺気腫疾患モデルと胎児肺組織細胞，ips細胞移植を使用した肺再生医療研究の試み．肺の再生医療への取り組みは，その構造の複雑さ故に研究デザインに関しては工夫が必要である．申請者が習得したマウス肺移植手技と，これまで我々が研究してきた胎児肺（肺の分化能力を備えた）を使用した肺再生医療研究を，疾患モデルを使用して進める。また，このドナー肺を同種のレシピエントに移植することで，再生に有利な胸腔内環境でその再生能力を観察することができる．より臨床応用に近いデザインで，再生に必要な細胞を誘導，同定できると考える．レシピエントの経時的な再生状況の変化を確認できることも利点となる．また，マウス肺移植は，レシピエントやドナーに疾患モデルやノックアウトマウスやGFPマウスを用いることで，動員される細胞の由来を同定できる可能性を広げることができる新しい手技であることを強調したい．マウス肺移植手技の確立：マウス肺移植手技は習得するまで時間がかかり，繊細な手技であり，実験前段階として安定するまでの手技をトレーニングする必要がある．様々な情報を調べ，マウスの状態に無理のない，愛護的な観点から検討し，Leica社のマイクスコープ，Harvard社の小動物用人工呼吸器，Univentor社の麻酔器を発注している．近年，動物に対する愛護的実験を強く意識しており，呼吸管理を繊細に施行できる器機を発注した．また，マウス肺移植用の手術器具も発注している．同時に，当科のグループで，ips細胞の培養を継代している．移植手技は申請者がトロント大学の肺移植研究施設にて，手技を学んでおり，すぐにとりかかる容易ができている．当該年度には，トロントの研究者とともにマウス肺移植手技を使用した，慢性拒絶反応に関する論文に関して情報交換を継続しており，当研究に必要な情報，手技を学習している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

マウス肺移植を施行するための器機を新たに購入した．動物愛護の観点からも，小動物人工呼吸器は，一回換気量や，呼吸回数，気道内圧などが詳細にモニターできる器機を様々な情報をもとに選択することに時間を要した．また麻酔器に関しても，近年の動向から，マウスの管理に即した器機を選択している．肺移植を行う手術器具も新たに購入しなければならなかったことから，器機搬入がやや遅れている．その間、ips細胞は，共同研究者により、継代維持できており、今後、スムーズに実験に入れるように整備している．

Strategy for Future Research Activity

まず，マウス肺移植の手技の流れを再確認する．麻酔器，人工呼吸器，手術器具を確認し，手技を確立する．エラスターゼ肺気腫モデルの作成（以前，当科でも同実験を経験している）をすすめ，まず，GFPレシピエントマウスに，肺気腫ドナー左肺を移植する手技を確立する．肺気腫ドナー肺は状態が悪い可能性があり，移植に際し，生着できるか否か十分な検討が必要である．移植手技にはドナー肺の摘出から，ドナー肺の肺動静脈，気管支にカフを挿入する技術があり，これを肺気腫ドナーに安定して挿入可能か検討が必要である．同時に，胎児肺の摘出技術を向上させ（以前同実験を施行した経緯あり），single cell ペレットの作成を進めておく．GFPマウスをドナーとしたマウス肺移植は，海外でも研究は少なく，問題点などの解決の一つとして，申請者が研究したトロント大学の肺移植研究施設の研究員，スタッフがカナダ，また日本にもおり，交流し意見交換の場も予定している。

Causes of Carryover

未使用分が生じた背景には，上記に示したように，麻酔器，人工呼吸器，手術器具の種類と内容を，デモをしながら注意して検討したため，購入と搬入が遅れていることが要因．麻酔器，人工呼吸器，手術器具を購入．GFPマウス，B6マウスの購入，酸素ガスや試薬購入に使用予定．