ヒトiPS細胞由来膵島組織を用いた炎症による糖尿病モデル膵島組織構築

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18359
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 篠原 満利恵 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (00789133)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 膵島 / 炎症 / 凝集体 / 糖尿病 / インスリン

Outline of Annual Research Achievements

糖尿病治療のための機能的な膵島組織構築に関する検討は盛んに行われているが，糖尿病を発症する過程で起きる膵島の炎症についてはin vitroでの検討がほとんど行われて来ていない．1型，2型糖尿病における発症機序は異なるものの，1型糖尿病では発症の初期に膵島炎がおきてリンパ球が浸潤し，2型糖尿病においても炎症により膵島にマクロファージが浸潤し，膵β細胞のアポトーシスが進行していることが報告されている．そこで，本研究では，膵島の炎症によって起こる膵β細胞の細胞死と免疫細胞の膵島への浸潤をin vitroで再現する培養系を開発し，糖尿病のモデル膵島となり得る培養組織を形成することを目的としている．
本年度は，膵島様組織形成のための培養基板として，マイクロウェルを底面に持つプレートを作製し，マウスインスリノーマ細胞株MIN6-m9，マウス膵α細胞株alpha TC1 clone 6を用いて共培養凝集体を形成した．また，ヒトiPS細胞由来膵β細胞を用いて膵島様凝集体を形成した．さらに、MIN6-m9の培養系において，IL-1βやIFN-γを添加し，インスリンの分泌能，インスリン分泌に関する遺伝子発現量，炎症性サイトカイン，ケモカイン類の産生について検討を行った．
マウス由来細胞株を用いた共培養凝集体，ヒトiPS細胞由来膵β細胞凝集体共に播種翌日に形成された．IL-1βおよびIFN-γを添加した結果，どちらの刺激に対しても用量依存的にインスリンの分泌能が低下し，CCL3やCXCL1といった炎症性の因子の産生能は増加した．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通り、マウス由来細胞株やヒトiPS細胞由来膵β細胞の凝集体形成に成功し，マウス由来細胞株の検討では炎症や機能障害を確認した．今後，ヒトiPS細胞由来膵β細胞の系についての検討および，免疫細胞の浸潤についての検討を行うことで，本研究の目的を達成することを目指す．

Strategy for Future Research Activity

ヒトiPS細胞由来膵β細胞の凝集体について，IL-1βやIFN-γを添加した際の，インスリンの分泌能，インスリン分泌に関する遺伝子発現量，炎症性サイトカイン，ケモカイン類の産生について検討し，炎症組織の形成を行う．また，免疫細胞との共培養を行い炎症膵島で見られるマクロファージの浸潤などが見られる組織形成を行う．これらの検討により，膵β細胞の細胞死と免疫細胞の膵島への浸潤をin vitroで再現する培養系を開発する．