ALIで条件付きで再プログラムされたヒト正常気道上皮細胞：新興ウイルスのための生理学的モデル

Conditionally Reprogrammed Human Normal Airway Epithelial Cells at ALI: A Physiological Model for Emerging Viruses.

• Xuefeng Liu
• Yuntao Wu
• Lijun Rong

抄録

癌細胞株は、癌生物学において、また多くの生物医学研究分野において生物学的または機能的細胞系として広く使用されてきた。これらの細胞は、通常、重大な遺伝的およびエピジェネティックな変化のために、多くの正常な活動または機能に対して欠損している。元の組織標本から得られる正常な初代細胞の収量および生存率は、通常、比較的低いか、または非常に可変性が高い。これらの正常細胞は、増殖能力が非常に限られているため、数回の継代または集団の倍増の後に停止する。動物モデル（フェレット、マウスなど）は、ウイルスと宿主の相互作用を研究するためにしばしば使用されます。しかし、通常、ウイルスは、ウイルス受容体を含むトロピズムの制限や細胞内の制限により、数回の継代で動物に適応させる必要がある。ここでは、新興ウイルスの研究におけるex vivoモデルとしての条件付き再プログラム細胞（CRC）、条件付き細胞再プログラム（CR）技術によって生成されたヒトの鼻から肺までの正常気道上皮細胞の長期培養のアプリケーションを要約する。CRは、非侵襲的または低侵襲な検体（例えば、鼻や気管支内ブラッシングなど）から細胞を強固に増殖させることを可能にします。このプロセスは、迅速（2日）であり、条件付きである。CRCは、その分化能および系統機能を維持し、アデノウイルス、ライノウイルス、呼吸器同期ウイルス、インフルエンザウイルス、パルボウイルス、およびSARS-CoVの研究に使用されてきた。CRCは、気液界面（ALI）偏光三次元培養に容易に使用することができ、これらの結合CRC/ALI培養は、生理学的条件を模倣したものであり、受容体の結合と内部化、自然免疫応答、ウイルスの複製、新興ウイルスのex vivoモデルとしての創薬など、ウイルスの侵入の研究に適しています。

Cancer cell lines have been used widely in cancer biology, and as biological or functional cell systems in many biomedical research fields. These cells are usually defective for many normal activities or functions due to significant genetic and epigenetic changes. Normal primary cell yields and viability from any original tissue specimens are usually relatively low or highly variable. These normal cells cease after a few passages or population doublings due to very limited proliferative capacity. Animal models (ferret, mouse, etc.) are often used to study virus-host interaction. However, viruses usually need to be adapted to the animals by several passages due to tropism restrictions including viral receptors and intracellular restrictions. Here we summarize applications of conditionally reprogrammed cells (CRCs), long-term cultures of normal airway epithelial cells from human nose to lung generated by conditional cell reprogramming (CR) technology, as an ex vivo model in studies of emerging viruses. CR allows to robustly propagate cells from non-invasive or minimally invasive specimens, for example, nasal or endobronchial brushing. This process is rapid (2 days) and conditional. The CRCs maintain their differentiation potential and lineage functions, and have been used for studies of adenovirus, rhinovirus, respiratory syncytial virus, influenza viruses, parvovirus, and SARS-CoV. The CRCs can be easily used for air-liquid interface (ALI) polarized 3D cultures, and these coupled CRC/ALI cultures mimic physiological conditions and are suitable for studies of viral entry including receptor binding and internalization, innate immune responses, viral replications, and drug discovery as an ex vivo model for emerging viruses.