2019 Fiscal Year Research-status Report
Generation of various organs by blastocyst complementation with a novel organ deficient method
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18K06031
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
由利 俊祐 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (10800881)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 胚盤胞補完法 / 臓器欠損 / 臓器欠損モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
再生医療研究において、移植用臓器の不足を補うために様々な研究が行われており、in vivo で臓器を構築することのできる胚盤胞補完法が着目されている。これまでに、ラット-マウスの異種キメラを用いた場合は、作れる臓器 (膵臓、胸腺) と作れない臓器 (腎臓など) があることが報告されている。本研究課題では、胚盤胞補完法においてどの臓器が異種間キメラで補完できるのか、また、できない臓器はどうすれば異種間キメラで補完できるようになるかという問題を明らかにすることを目的としている。この目的を達成するために、臓器欠損モデルを簡便に作成し、遺伝子欠損の表現型に依存せず、様々な臓器欠損モデル動物を作り出すこととし、これまでに異種間キメラで臓器の作成が報告されていない臓器はどうすればキメラ内で欠損臓器を幹細胞によって補完できるかを調べることとした。
前年度のin vitro の実験系で確立された目的の細胞を殺すことができるシステムをin vivoの臓器欠損モデルへ適用したところ、in vivoでは目的の細胞は部分的にしか殺すことができず、完全な臓器欠損モデルとはならないことが確認された。
また、胚盤胞補完法で、臓器を補完するために、野生型の細胞がどの程度必要であるかを定量的に調べるシステムを構築した。その構築したシステムを用いて、腎臓や肺が補完されるためにどの程度の野生型の細胞が必要であるかを調べた結果、腎臓では野生型細胞の寄与率が20%以上、肺では50%以上存在しないと、胚盤胞補完法により臓器ができないことが判明した。前年度に明らかにした異種キメラにおいて、異種細胞は臓器に対し不均一に寄与するというデータから、異種キメラを用いた胚盤胞補完法において、異種の細胞が寄与しづらい臓器(腎臓)は、作り出すことが難しいことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
in vitro の実験系で前年度に確立された目的の細胞を殺すことができるシステムはin vivoでは目的の細胞を部分的にしか殺すことができず、完全な臓器欠損モデルとはならないことが確認された。そのため、このシステムを用いて臓器欠損モデルと作成することが難しいと考えられ、現在、新たな臓器欠損モデルの構築が進行中である。そのため、現状としては、進捗状況はやや遅れているとした。
また、異種キメラを用いた胚盤胞補完法において、腎臓ができなかった理由が明らかになったため、今後はこの問題を解決することを目指した実験に焦点を当 てて研究を行うことで、異種キメラにおいて作ることができない臓器を作成することが実現可能であると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度までに、異種キメラを用いた胚盤胞補完法において、腎臓ができなかった理由が明確となった。しかしながら、in vitro の実験系で確立された目的の細胞を殺すことができるシステムを用いて、簡便に臓器欠損モデルと作成することが難しいと考えられたため、現在、新たな臓器欠損モデルの構築が進行中である。今後、様々な臓器欠損モデルを作成できれば、どの臓器がどの程度野生型の細胞が必要であるかを定量的に調べていく予定である。これにより、各々の臓器を胚盤胞補完法により作成するための、詳細な条件が確定することが考えられる。
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| Causes of Carryover |
本年度は胚盤胞補完法を成功させるための定量的な条件検討を行ったほか、細胞を殺す新たな臓器欠損モデルを作出するための費用が必要となり、昨年度に持ち越した予算をほぼ消化したが、目的の細胞を殺すことができるシステムでは新たな臓器欠損モデルを作成することができなかったため、今年度解析に充てる費用が当初の予定よりも少なかった。しかしながら、予想外に新たな臓器欠損モデルを作成するための費用が必要であるため、今年度に持ち越した費用を次年度に使用する予定である。
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