2018 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of a new methodology for inducing early embryo-like structures from stem cells
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16H04799
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
永樂 元次 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 教授 (40415097)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 自己組織化 / 局所シグナル制御 / 形態形成 / 初期発生 / 肢芽形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
試験管内で機能的な臓器を形成することは細胞生物学の大きな目的の一つである。研究代表者らは、網膜や大脳、下垂体など外胚葉由来の組織が、多能性幹細胞から自己組織化により試験管内誘導出来ることをこれまでに報告してきた。しかし、三胚葉由来の細胞が複雑に組合わさった本来の臓器に近い機能的な組織を誘導するためには、既存の方法論を超えた新しいアプローチが必要である。臓器形成のための最も効率的で頑強なプロセスは、進化過程で獲得された個体発生プロセスであると考えられることから、本研究の目的を以下に定める。
「in vitroで初期発生過程（原腸陥入、体軸形成、体節形成など）を再現し、三胚葉由来細胞を含んだ複雑な臓器を再構築させ
るための新しい方法論およびイメージング技術の確立」
本年度は多能性幹細胞からの分化誘導系において、多細胞体の分化状態を非染色で予測するためのIR-DIC顕微鏡を整備した。IR-DIC顕微鏡画像データを用いることで、オルガノイド の分化ステージを判別できる画像処理技術を開発した。また初期の形態情報のみから分化状態を予測する技術の開発に取り組んだ。これにより培養2日目のIR-DIC画像により神経分化のばらつきを予測可能であることが明らかになった。また、これまでに構築した顕微鏡観察下での局所刺激技術を用いて、誘導した初期胚様組織及び肢芽組織にモルフォゲン勾配を与えて、前後軸のみならず背腹軸を与えることで、肢芽形成に重要な役割を果たすAERを人為的に形成することに成功した。この成果はNature Communicationに投稿し、revise中である。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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