iPS細胞から誘導した気管支肺胞幹細胞～その性格とオルガノイドを用いた肺再生研究

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K09005
• 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• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 河北 直也 徳島大学, 病院, 講師 (60522266) ; 高嶋 美佳 徳島大学, 病院, 特任助教 (70596254) [Withdrawn] ; 坂本 晋一 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 特任助教 (30740675)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: iPS細胞 / 気管支肺胞幹細胞 / オルガノイド / 細胞外小胞 / 肺再生

Outline of Annual Research Achievements

本研究においては，われわれが世界で初めて確立したマウスiPS細胞由来の気管支肺胞幹細胞（マウス終末細気管支に存在する局所の幹細胞：iPS-BASCs）の性格と治療への応用が可能かどうかについて検証することが目的である．
今年度やるべきことの一つは，iPS-BASCsとマウス肺から採取したBASCs（primary BASCs）の性格を比較することであった．iPS-BASCsはプロトコール通り誘導し，確保することができた．primary BASCsに関しては，マウス肺より1匹あたり0.5%程度確保できた．ただ，RNAシークエンスにかけることができるほどの量を確保するためにはさらなる細胞量が必要とのことで，現在プロトコールを見直している．RNAシークエンスにかけることができるが，すでに外部委託業者の選定やその担当者との議論は済ませており，十分な量のprimary BASCsが得られ次第，行うことができる．
もう一つのやるべきことは，ナフタレン誘導終末細気管支障害マウスモデルを作成し，iPS-BASCs由来の細胞外小胞（extracellular vesicles: EVs）投与によるパラクライン効果を検証することであった．ナフタレン群(各n=4)/コントロール群(DMEM50ul, 各n=4)/iPS-BASCs群(1.0×106 cells/50ul, 各n=4)/EVs群(EVs液50ul, 各n=4)の4群に分けた．
B6マウスにナフタレン(200mg/kg)腹腔内投与後1日目に各群それぞれ気道内投与して終末細気管支障害モデルを作成し，投与後5日・15日で犠牲死させた．ナフタレン群，コントロール群に関しては，特に問題なく完遂することができ，いずれの群もナフタレン投与後の自然経過と思われる予想通りの結果が得られた．iPS-BACSsからのEVsの確保はすることができたが，前述の通り，RNAシークエンスも同時に進めていたため，in vivoモデルに回すための十分なiPS-BASCsの量が確保できず，iPS-BASCs群とEVs群に関してはまだ遂行できていない．十分な量のiPS-BASCsを確保してから再度行うことを計画している．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

iPS-BASCsとマウス肺からのprimary BASCsを大量に確保することができていないことが最も大きな要因である．primary BASCsの大量かつ効率的な確保に関しては，現在，マウス肺の溶解液の濃度の種類，時間や温度，また表面マーカー（CD34・Sca-1・CD45）の一次抗体の種類を別のものにするなどプロトコールを見直して再度トライしており，随時進めていく予定である．iPS-BASCsに関しては，プロトコールは確立できているので，優先順位をつけて進めていくことが重要と思っている．primary BASCsが十分かつ効率的に確保できるようになるまではin vivoモデルに注力していくことを考えている．

Strategy for Future Research Activity

RNAシークエンスに関しては，すでに外注委託業者の選定は終了し，担当者との協議も終了しているが，さらに密にコンタクトを取りながら，最も効率的にプロジェクトを進められるように環境を整えるとともに，早急に見直したプロトコールでprimary BASCsの確保ができるようトライする．In vivoモデルに関しては，昨年度はRNAシークエンスに回していたiPS-BASCsをこのプロジェクトの遂行のみに注力し，研究を加速させていく予定である．

Causes of Carryover

予定していた外部委託のRNAシ-クエンスの費用のために確保していたが，次年度に実施することとなり，次年度使用額が生じたと考えている．次年度経費と合わせて，RNAシークエンスの外注費に使用する予定である．