日本の研究者は、幹細胞技術を使用せずにマウス胚性線維芽細胞から肺胞上皮2型（AT2）細胞に似た肺細胞を成功裏に生成しました。 AT2様細胞はわずか7〜10日で生成されました。これは、従来の幹細胞ベースの分化方法で通常必要とされる約1か月と比較して大幅に減少しました。
このアプローチは、現在効果的な治療を欠いている間質性肺炎や慢性閉塞性肺疾患などの深刻な呼吸器疾患の治療への道を開く可能性があります。この研究はに掲載されました NPJ再生医療 。
AT2細胞は、肺の恒常性を維持するために不可欠です。それらは界面活性剤を生成し、肺胞修復のための前駆細胞として機能します。間質性肺炎などの重度の肺疾患の患者では、これらの細胞はしばしば数が減少するか、機能的に障害があり、AT2細胞を再生する治療の可能性を強調しています。
「2006年に誘導された多能性幹細胞（IPSC）テクノロジーの出現により、約1か月でAT2細胞の生成が可能になりましたが、この方法はコストがかかり、腫瘍形成と免疫拒絶のリスクがあります」と教授は述べています。 Makoto Ishii の 名古屋大学大学院 。 「これらの欠点を克服するために、代わりに直接再プログラミングに焦点を合わせました。直接再プログラミングアプローチは、わずか7〜10日でAT2様細胞を生成し、腫瘍のリスクが低く、自家使用の可能性があります。」
Ishii教授と同僚（Fukunaga教授、Keio University School of MedicineのAtsuho Hoho Moritaの共同研究者Atsuho Morita）を含む同僚は、直接再プログラミングを通じてマウスの線維芽細胞からAT2様細胞を生成する研究を実施しました。
まず、研究者は肺の発達に関連する14の候補遺伝子を選択しました。次に、AT2細胞マーカーである界面活性剤タンパク質C（SFTPC）の発現レベルを調査して、最も高い再プログラミング効率と遺伝子の組み合わせを決定しました。彼らは、AT2細胞を再プログラミングするのに最も効果的な4つの遺伝子（NKX2-1、FOXA1、FOXA2、およびGATA6の組み合わせが最も効果的であることを発見しました。
4つの遺伝子は、SFTPCに応答して緑色蛍光タンパク質（GFP）を発現するマウス胚性線維芽細胞から作られた3次元培養に導入されました。その結果、細胞の約4％が7〜10日でSFTPC/GFP陽性になり、誘導肺上皮様細胞（IPULS）と呼ばれるAT2様細胞の誘導に成功しました。
研究者は、フローサイトメトリーによってGFP陽性細胞を分離した後、iPulsを分析しました。これらの精製されたiPulsは、正常なAT2細胞に特徴的なオルガネラであるラメラ体のような構造を示しました。さらに、トランスクリプトーム分析により、彼らの遺伝子発現プロファイルが天然のAT2細胞のプロファイルと非常に類似していることが明らかになりました。
次に、彼らは精製されたイプルを、間質性肺炎でマウス肺に移植しました。 42日後、移植された細胞は肺胞領域に正常に染み込んでいた。特に、一部の細胞は、肺組織の再生に不可欠な肺胞上皮1型（AT1）様細胞に分化していました。
Ishiiは次のように結論付けました。「この研究では、マウスのAT2様細胞に線維芽細胞を直接再プログラミングすることに成功しました。現在、患者自身の線維芽細胞を使用して安全な再生療法を開発するという究極の目標を設定することを目指しています。」
この研究は、JSPS Kakenhi助成金番号JP24K02113、JP24K23468、JP22KJ2672、JP21J21344、JP21H02926、JP19K17682、JP18K19566、JP18H02821、JP18H02821、JP18H02821によって資金提供されました。数字jp21bm0404053、jp23wm0325031、およびjp24ym0126807。
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#科学者は数日でマウス細胞を肺細胞に変換します