| Project/Area Number |
23K18208
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
高橋 智 筑波大学, 医学医療系, 教授 (50271896)
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| Project Period (FY) |
2023-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | ヒト・マウスキメラ / 経胎盤移植 / 異種間移植 / 免疫寛容 / 臓器形成 |
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| Outline of Research at the Start |
ヒトを含めた異種の細胞を有するマウス（異種間キメラマウス）を作製する場合は、免疫不全マウスを用いて異種の細胞を移植することにより、異種細胞を有するキメラマウスを作製しているが、免疫不全マウスを使用する必要があること、高キメリズム個体が得られないことが問題となっている。また、初期胚を用いた集合キメラ法の場合は、種間距離が遠いと集合キメラ自体が作製できないことが問題となっている。本研究では、経胎盤細胞移植法による免疫寛容誘導と組織幹細胞を欠損する遺伝子改変マウスおよびヒトの組織幹細胞を用いて、特定の臓器でヒト細胞を100%有するヒト・マウスキメラ作製法を確立する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者らが開発した経胎盤移植により、ヒトの機能的細胞を有するヒトーマウス異種間キメラマウスの作製を行った。モデル系として、膵臓を欠損するPdx1 KOマウスに、ヒトiPS細胞から試験管内分化系を用いて誘導した、ヒト膵臓前駆細胞を経胎盤的に移植したところ、生後1日程度で死亡するPdx1 KOマウスを生後10日まで生存させることが可能であった。これらのマウスは出生直後は正常の血糖値を示したが、その後急速に高血糖を示して死亡した。それらの個体を解析したところ、膵臓自体は再形成されていなかったが、十二指腸にヒト細胞が確認され、ヒトインスリンの遺伝子およびタンパク質を確認することができた。これらの結果から、移植したヒトiPS細胞由来の膵臓前駆細胞からインスリンを産生するβ細胞が形成され、一時的に血糖値をコントロールすることができたため、生存期間が延長したものと考えられる。以上の結果は、免疫系が完成していない胎児に経胎盤で細胞を移植することにより、種間のバリアを超えて、ヒトーマウス異種間キメラマウスが作製できることを部分的に証明できたものと考えられる。これらの結果をまとめて、現在論文を投稿中である。一方で、Pdx1 KOマウスを用いた実験では、成体まで生存できるマウスを得ることができなかったため、レシーピエントの遺伝欠損マウスを膵臓内分泌細胞のみができない遺伝子改変マウスに変えて、ヒト細胞移植により生存可能となるヒトーマウス異種間キメラマウスの作製を引き続き検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通りヒトーマウス異種間キメラマウスを作製することができ、ヒトインスリンを産生する機能的な細胞の存在を確認できた。引き続き生存可能なヒトーマウス異種間キメラマウスの作製を試みる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Pdx1 KOマウスでは、ヒト膵臓前駆細胞を経胎盤的に導入しても膵臓は再形成されないことが明らかとなった。おそらく膵臓を再形成させるためには、より発生の早い時期にヒト細胞を導入する必要があるものと考えられる。そこで、膵臓自体は形成されるが内分泌細胞のみが欠損する遺伝子改変マウスを用いて、生存可能なヒトーマウス異種間キメラマウスの作製を試みる予定である。
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