The role of p53 during airway and lung injury, repair and regeneration using TP53-mutant porcine

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K08785
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 鳥羽 博明 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (40403745)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川上 行奎 徳島大学, 病院, 特任講師 (00596249) ; 河北 直也 徳島大学, 病院, 講師 (60522266) ; 森本 雅美 徳島大学, 病院, 特任助教 (90563817) [Withdrawn] ; 谷原 史倫 自治医科大学, 医学部, 准教授 (90754680) [Withdrawn] ; 平田 真樹 徳島大学, バイオイノベーション研究所, 講師 (10815583)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 急性肺障害 / 肺の修復・再生 / p53遺伝子改変ブタ / 肺オルガノイド

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，p53がブタ肺の急性気道・肺胞上皮の障害・再生にどのような役割を果たすかどうかについて明らかにすることである．野生型ブタ（n=5）とp53 KOブタ（n=3）に対して，Lipopolysaccharide （LPS）誘導急性肺障害モデルの作成した．方法は，全身麻酔に挿管し，気管支鏡下にLPS 1㎎/kgを右前葉に選択的に投与し，コントロールとして左前葉に選択的にPBSのみ同量を注入した．投与直前・2時間後・6時間後・48時間後をタイムポイントとして，バイタルサイン，CT撮像，気管支肺胞洗浄液（BAL），血清を採取し，最終的に48時間後に犠牲死させて肺組織を採取した．野生型ブタ・p53KOブタともに，CTでは2時間後すでにLPSを投与した右前葉には浸潤影が出現し，48時間後にはconsolidationを呈していた．加えて，6時間後のバイタルサインでは有意にp53 KOブタにて脈拍の低下を呈した．左前葉のコントロール群と比較肺乾湿比，BAL中細胞数もコントロール群と比べて有意に増加していた．また，組織学的にも，急性肺障害を呈していることを確認することができた．加えて，血清・BALサンプルを用いて，サイトカインパネルを用いてサイトカイン・ケモカインの測定を行い，6時間後のサンプルでp53 KOブタにおいて，TNF-α・IL-6・IL-10が有意に上昇していることを確認した．さらに，ブタ肺からのオルガノイドを作成した．野生型ブタの気管～気管支を採取して，再現性をもって基底細胞マーカー（p63+/ITGA6+）陽性細胞を安定的に回収しや後，3.0×104/mlに調整し，differentiation medium内で3D培養し，経時的に観察し，14日間培養したところ，Organoid様構造物の構築を確認することができた．一方で，各種気道上皮・肺胞上皮のマーカーの免疫染色では，いくつかのプロトコールを試したが，気道・肺胞上皮細胞への分化が確認できる段階には至らなかった．