人工誘導胚体外内胚葉細胞を用いた臓器創生と移植治療への応用

• Project/Area Number: 18J00499
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Integrative animal science
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 西村 俊哉 東京大学, 医科学研究所, 特別研究員(SPD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 細胞競合ニッチ法 / キメラ / 臓器作製 / 臓器再生 / 細胞競合ニッチ / 胚盤胞補完法 / イヌ

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、動物体内で臓器を創成する胚盤胞補完法を用いた幹細胞由来臓器移植の実現を目指し、ヒト再生医療の実用化を円滑に進め得るトランスレーショナルリサーチとして、イヌ幹細胞由来膵臓のブタ体内での作製および作製臓器を用いた移植治療を目的とし研究を進めている。胚盤胞補完法は、特定の臓器が欠損した動物胚に多能性幹細胞（PSCs）を挿入することで、動物体内の臓器ニッチを利用して移植幹細胞由来の補完臓器を作出する手法であり、本手法を用いて機能的なヒト臓器を動物体内にて作製することができれば、世界中で問題となっている移植臓器の慢性的な不足を解決できると期待されている。令和２年度は前年度に開発したキメラ体内でドナー細胞のキメリズムを飛躍的に上昇させる新規手法（細胞競合ニッチ法）のさらなる解析を進め、その結果、①細胞競合ニッチにて支配的に増殖したドナー細胞はしばしばホスト臓器を乗っ取ること、②細胞競合ニッチ法で誘導されたドナー由来腎臓は正常な機能・組織構造を有していること、および③本ニッチは高いキメリズムを有する異種間キメラにおいて胎生致死を誘導しないことを見出した。また、本研究内容について論文発表（Nishimura et al., Cell Stem Cell. 2021）、学会発表（第２０回再生医療学会総会・口頭発表）を行い、研究成果を社会に発信するとともに、得られた研究結果の米国特許申請を行うことで産業に結び付ける足掛かりを作った。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Stanford University(米国)
• [Journal Article] Generation of Functional Organs Using a Cell-Competitive Niche in Intra- and Inter-species Rodent Chimeras (2021)
  • Author(s): Nishimura Toshiya、Suchy Fabian P.、Bhadury Joydeep、Igarashi Kyomi J.、Charlesworth Carsten T.、Nakauchi Hiromitsu
  • Journal Title: Cell Stem Cell Volume: 28 Issue: 1 Pages: 141-149.e3
  • DOI: 10.1016/j.stem.2020.11.019
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Streamlined and quantitative detection of chimerism in mouse tissue using digital PCR (2020)
  • Author(s): Suchy Fabian P.、Nishimura Toshiya、Wilkinson Adam C.、Higuchi Maimi、Bhadury Joydeep、Nakauchi Hiromitsu
  • Journal Title: bioRxiv Volume: online
  • DOI: 10.1101/2020.11.04.368944
  • Int'l Joint Research
• [Journal Article] Generation of Footprint-Free Canine Induced Pluripotent Stem Cells Using Auto-Erasable Sendai Virus Vector (2018)
  • Author(s): Tsukamoto Masaya、Nishimura Toshiya、Yodoe Kyohei、Kanegi Ryoji、Tsujimoto Yasunori、Alam Md Emtiaj、Kuramochi Mizuki、Kuwamura Mitsuru、Ohtaka Manami、Nishimura Ken、Nakanishi Mahito、Inaba Toshio、Sugiura Kikuya、Hatoya Shingo
  • Journal Title: Stem Cells and Development Volume: 27 Issue: 22 Pages: 1577-1586
  • DOI: 10.1089/scd.2018.0084
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] 細胞競合ニッチ法を用いた幹細胞由来臓器の誘導 (2021)
  • Author(s): 西村 俊哉, Fabian Suchy, Joydeep Bhadury, 五十嵐 経美 ,Carsten Charlesworth, 中内 啓光
  • Organizer: 第２０回日本再生医療学会
• [Presentation] Blastocyst Injection Rescues The postnatal Growth Retardation In Chimeric Mouse (2019)
  • Author(s): T. Nishimura, J. Bhadury, F. P. Suchy, C. Charlesworth, H. Nakauchi
  • Organizer: ASCB EMBO 2019 meeting
  • Int'l Joint Research
• [Patent(Industrial Property Rights)] PRODUCTION OF HUMAN CELLS, TISSUES, AND ORGANS IN A GROWTH FACTOR RECEPTOR-DEFICIENT ANIMAL HOST (2020)
  • Inventor(s): Toshiya Nishimura
  • Industrial Property Rights Holder: Toshiya Nishimura
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2020
  • Overseas