2018 Fiscal Year Annual Research Report
胎生臓器ニッチ法を用いた自己腎臓前駆細胞由来腎臓再生法の開発
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16H03175
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
横尾 隆 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (70301538)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村山 嘉延 日本大学, 工学部, 准教授 (80339267)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 腎臓再生 / iPS細胞 / 間葉系幹細胞 / 胎生臓器ニッチ法 / マーモセット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は発生段階にある子宮内胎児の臓器発生部位(胎生臓器ニッチ)に発生時期に合わせて臓器前駆細胞を注入し、臓器初期発生のプログラムを遂行させることにより各臓器系譜に分化誘導を行う方法（「胎生臓器ニッチ法」）を開発した。一度各臓器系譜に分化が始まった前駆細胞由来組織はレシピエントに移植することにより自己組織化能により発生を継続し成熟した臓器まで分化することが可能となる。本法はげっ歯類において間葉系幹細胞やネフロン前駆細胞より尿生成機能、腎臓内分泌機能を獲得させることが証明されているため、ヒト応用を目指して大型動物を用いたスケールアップシステムを樹立することが本申請研究の目的である。これまで健常者由来iPS細胞より樹立したネフロン前駆細胞から胎生臓器ニッチ法を用いて成熟再生腎臓の作成を行ってきたが、対象とする透析患者由来iPS細胞は長期間尿毒症環境下に晒されているため劣化して本法の目的に使用することができないことが懸念されていた。そこで本年度は長期透析患者からiPS細胞を樹立しネフロン前駆細胞への分化能および成熟ネフロンへの分化能を健常者由来と比較した。その結果、透析患者由来単核球や皮膚線維芽細胞は分裂能が著しく低下していたが、iPS細胞にすることにより劣化がキャンセルされネフロン前駆細胞分化能やネフロン形成能は健常者由来と遜色ないことが確認された。このことにより透析患者由来細胞でも腎臓再生に使用することができることが証明された。
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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
患者由来iPS細胞も胎生臓器ニッチ法に用いることが証明されたためこれを用いてマーモセット体内でいよいよ尿形成能の確認のステップに進むことが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
1)マーモセット腎臓前駆細胞から腎臓原器の樹立
樹立した腎臓前駆細胞を腎臓欠失ブタの腎発生ニッチに注入し腎臓系譜への初期発生誘導を行う。４８時間後に得られたクロアカグラフトを摘出し、腎臓前駆細胞を提供したマーモセットに全身麻酔下で自家移植する。マーモセットは体脂肪が極端に少ないためこれまでの小動物の実験のように大網に移植することができないため傍大動脈領域後腹膜に移植する予定である。この時点でブタ組織の混入が予想され、強い急性拒絶により移植片が障害を受けないように前年度設定したレジメン（タクロリムス、MMF, メチルプレドニゾロン）を用いて短期間（２週間）免疫抑制をおこなう。
2)腎臓原器を元のマーモセットに移植し尿流出経路を作成し腎機能の確認
２週間後原尿がクロアカに貯留開始後、再度開腹し右片腎摘出し右尿管をクロアカと接続し我々が開発した変則尿路形成術(Step-wised peristaltic ureter: SWPU)システムを完成させる。ラットで既に行っている造影剤による再生腎臓からの尿流出を透視下で確認後、選択的に右尿管にカニュレーションし、尿量、クレアチニン、BUN、尿電解質を測定し、左腎（健常なnative腎臓）からの尿と比較する。ラットのデータであれば35%前後の腎機能の獲得（PNAS 2015）が期待されるが、同程度の腎機能であれば左腎を摘出し再生腎臓だけで生命が維持できるか検討する。
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