Final step for clinical application by iPS cell-derived regenerated kidney

• Project/Area Number: 21K08288
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53040:Nephrology-related
• Research Institution: Jikei University School of Medicine
• Principal Investigator: 横尾 隆 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70301538)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: iPS細胞 / 腎臓再生 / 大型動物 / 尿路形成術

Outline of Research at the Start

我々はこれまで腎臓前駆細胞を発生中の胎仔内臓器発生ニッチに置くことで、機能を持った臓器まで成熟させることを証明してきた。この「胎生臓器ニッチ法」によりiPS細胞から尿生成能を獲得した腎臓を再生することに成功し、大型動物での検証段階に入っている。本申請研究では、以下2点を克服する。①げっ歯類での検証実験で用いていたジフテリア毒素誘導ネフロン前駆細胞(NPC)置換システムをヒト対応型に変換する、②より簡便で繰り返しできる尿排泄系の樹立のためのデバイス開発を行う。

Outline of Annual Research Achievements

我々はこれまで腎臓前駆細胞を発生中の胎仔内臓器発生ニッチに置くことで、機能を持った臓器まで成熟させることを証明してきた。この「胎生臓器ニッチ法」によりiPS細胞から尿生成能を獲得した腎臓を再生することに成功し、大型動物での検証段階に入っている。この方法は異種胎仔腎臓の腎臓発生ニッチにヒトiPS細胞由来ネフロン前駆細胞を注入しin vivoに移植することにより、生体内で発育最中に既存の異種ネフロン前駆細胞を除去し外来ヒト細胞由来ネフロンをもった再生腎臓を樹立するものである。これまで齧歯類を用いて尿生成能を獲得した再生腎臓の作成に成功しているため、本年度は大型動物を用いてまずは足場となる後腎組織が生着し尿生成を開始するか確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

マイクロミニブタ（MMP）の胎生30日胎仔の後腎組織を採取し、MMPの成豚の幸福幕に移植した。経時的にMRIを撮像し成長様子を確認し尿生成と思われる尿嚢胞が形成された段階で尿をカテーテルにより体外に誘導したところ、有効に尿の生成ができることが確認された。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、薬剤誘導によりネフロン前駆細胞を任意のタイミングで排除するシステムを持った遺伝子改変ブタの作成を行い、ヒトネフロンを獲得した再生腎臓が大型動物で確認する基盤研究を行う。実際には作成した遺伝子改変ブタの後腎組織とヒトNPCを混合しオルガノイドを形成後に薬剤誘導にてヒトネフロンが形成できるか検討する。

Research Products

• [Journal Article] A Novel Method for Urinary Tract Reconstruction in Transplanted Embryonic Kidneys Using the Hybrid Stent: A Pig Study (2022)
  • Author(s): Kenji Matsui, Satomi Iwai, Hiroshi Sasaki, Tsuyoshi Takamura, Yoshitaka Kinoshita, Yatsumu Saito, Toshinari Fujimoto, Yasuhide Nakayama, Yohei Suzuki, Hitomi Matsunari, Hiroshi Nagashima, Eiji Kobayashi, Takashi Yokoo
  • Journal Title: Transplant Direct Volume: 8 Issue: 3 Pages: e1293-e1293
  • DOI: 10.1097/txd.0000000000001293
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 異種移植と再生医療の統合による機能腎臓構築 (2023)
  • Author(s): 横尾 隆
  • Organizer: 第25回日本異種移植研究会