Derivation of human iPS cell derived hepato-biliary organoids with bile acid secretion
Project/Area Number |
18K08589
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
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Research Institution | Shinshu University |
Principal Investigator |
小川 真一郎 信州大学, 医学部, 特任教授 (30419353)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増田 雄一 信州大学, 学術研究院医学系(医学部附属病院), 准教授 (60467149)
小山 誠 信州大学, 医学部附属病院, 助教(特定雇用) (80712778)
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Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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Keywords | iPS細胞 / 胆管細胞 / 胆汁鬱滞 / organ on chip / 3D biliary tube / iPS cell / cholangiocyte / Primary cilia / 肝内胆管 / シングルセルRNA解析 / 肝細胞 / オルガノイド / 一次繊毛 / Mechano-sensor / Ca2+シグナル / ヒトiPS細胞 / 3次元培養 / 薬剤スクリーニング / 再生医療 / 肝臓 / 胆管 / 胆汁酸合成 / Organ on chip |
Outline of Annual Research Achievements |
2021年に発表したiPS細胞由来一次繊毛陽性機能的胆管細胞のシングルセルRNAシークエンス解析を行い、肝内胆管細胞特有の遺伝子プロファイルを有していることが確認できたが、ヒト肝臓サンプルを用いたシングルセルRNA解析では、胆汁酸に関連するシグナルや、fluid flowに関わるシグナルがiPS細胞由来胆管細胞に有意に減少していることが判明した。これは従来の静置培養条件化におけるオルガノイド培養の限界を表しており、この問題を解決するため、Organ on chipプラットフォームを改善し、fluid flow環境下でiPS細胞由来胆管細胞を培養することが可能な3D胆管チューブを作成した。2022年に発表したAngio Tubeを改良し、384ウェル培養皿上に、まずは、3つの横に連結するウェルの真ん中のウェルに3Dバイオプリンターでゲラチンチューブを作成した。このゲラチンチューブをフィブリノーゲンを主成分とするハイドロゲルで覆ったのち、PBSで洗浄することにより、ゲラチンチューブが徐々に吸収され内腔が空洞のチューブが作成することができた。このチューブは左右に存在するウェルにトンネルで繋がっており、左右のウェルに培養液を加えて、Rockerで時間経過と共に左右に傾けながら培養しることにより、(約15度、5分インターバル)チューブ内に一定の流れを作成することができた。さらに、iPS細胞由来肝前駆細胞を播種しチューブの内腔を完全に上皮化後、胆管細胞分化誘導プロトコールを改変し、CFTR陽性、一次繊毛が内腔に突出して存在する3D胆管チューブの作成に成功した。プレート内にこの3Dチューブが128個作成でき、胆汁酸添加環境下における上皮接合の破綻などを胆管障害の病態モデルの作成が可能になった。これらの結果をまとめて2024年度内には論文に投稿予定である。
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Report
(6 results)
Research Products
(17 results)
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[Journal Article] Building consensus on definition and nomenclature of hepatic, pancreatic, and biliary organoids.2021
Author(s)
Marsee A, Roos FJM, Verstegen MMA; HPB Organoid Consortium*, Gehart H, de Koning E, Lemaigre F, Forbes SJ, Peng WC, Huch M, Takebe T, Vallier L, Clevers H, van der Laan LJW, Spee B.(*Hepatic, Pancreatic, and Biliary (HPB) Organoid Consortium のメンバーとして参加)
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Journal Title
Cell Stem Cell
Volume: 28
Issue: 5
Pages: 816-832
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] How do Other Organs Vary2020
Author(s)
Mina Ogawa, Jia-Xin Jiang, Sunny Xia, Christine E. Bear, and Shinichiro Ogawa
Organizer
North American Cystic Fibrosis Conference 2020 Virtual
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
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