2023 Fiscal Year Annual Research Report
Blood and organ production in animal developmental environment with in utero stem cell transplantation
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18K06023
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
関 信輔 秋田大学, バイオサイエンス教育・研究サポートセンター, 准教授 (60749167)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西島 和俊 秋田大学, バイオサイエンス教育・研究サポートセンター, 准教授 (70435874) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 幹細胞移植 / インユーテロ移植 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
移植可能な臓器を患者自身の細胞から産生することは再生医療の重要な目標の一つである。臓器欠損動物の胚盤胞期胚に正常多能性幹細胞をインジェクションする臓器作出する「胚盤胞補完法」で、キメラ動物体内に膵臓・腎臓などの産生が報告されている。しかし、ヒトへ応用するには、キメラ形成能のあるヒトiPS細胞が樹立、およびヒト細胞が動物の神経や生殖線に寄与してしまうことを懸念する倫理的問題の解決が必要である。本研究では、血液あるいは臓器欠損マウス胎仔に分化運命の決定している前駆細胞を局所的に移植する方法で動物体内での血液・臓器作出が可能かどうかを検証する。ゲノム編集技術により、造血幹細胞の分化・増殖に関与している遺伝子のノックアウトを試みたところ、すべての胎仔の標的遺伝子はノックアウトされていた。そして、血液欠損マウス胎仔に異系統（GFP系統）由来の造血幹細胞をインユーテロ移植したところ、産仔が得られ2ヶ月後でも生存していた。また、そのマウスの血液はGFP蛍光を示しており、異系統由来の血液を補完することに成功した。赤血球、血小板、単球、リンパB細胞、リンパT細胞はGFP蛍光を示し、赤血球だけではなく免疫細胞についても異系統間での補完に成功した。そして、免疫不全マウス（B細胞T細胞欠損）にラット造血幹細胞（赤色蛍光）を移植したところ、ラットT細胞がマウス体内で補完されていた。また、ラット由来の赤血球、血小板も産生されていた。ラットにおいてもインユーテロ移植が可能であることが確認された。また、基礎的な研究として、材料に用いるマウスラット1細胞期胚のガラス化保存法の開発にも成功している。ゲノム編集技術により血液・臓器欠損動物を用意する、インユーテロ移植により幹細胞を移植するという方法が開発できているため、適切なホスト動物を選択することで異種動物での血液・臓器産生につながる可能性がある。
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