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2022 Fiscal Year Annual Research Report

気管及び食道オルガノイドの立体構造の作成基盤確立と間充織極性化機構の解明

Research Project

Project/Area Number 18KK0423
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

岸本 圭史  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (70700029)

Project Period (FY) 2019 – 2022
Keywords気管 / 食道 / オルガノイド
Outline of Annual Research Achievements

ES/iPS細胞から特定の細胞種へとを分化誘導することで進んできた再構成論的理解は、正確な組織の3次元構造と、3次元ダイナミクスの再構成が可能なレベルに至り、世界的に注目を集めている。本研究課題では、オルガノイド研究の分野において最先端の技術を有するシンシナティ小児病院と連携し、間充織を豊富に含む呼吸器ならびに、食道のオルガノイドを安定的に作出する技術基盤の樹立に挑んだ。これまでに報告されている呼吸器や食道を含む前腸由来の臓器オルガノイドは主に上皮組織によって構成される。したがって、本研究の本旨である上皮間充織の相互作用を解析する系を樹立するためには、臓器固有の間充織を作成し、上皮組織と融合する必要があった。本研究では、ヒトES/iPS細胞に対して正常発生の過程を模倣することによって、呼吸器・食道を含む多数の臓器固有の間充織を作成することに成功した。次に、呼吸器あるいは食道の上皮細胞と間充織細胞を融合することによって、生体の構造に近い間充織に上皮が包まれた3次元構造体をin vitroにおいて作成することができた。これらのオルガノイドの間充織細胞および上皮細胞では組織特異なマーカー遺伝子の発現を確認することができた。また、上皮組織と間充織間でのSHHシグナルによる相互作用を観察することができた。さらに、作製した食道オルガノイドは腎被膜下に移植することによって、より成長・分化した構造体へと成熟することに成功した。

  • Research Products

    (7 results)

All 2023 2022 2020 2019

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] シンシナティ小児病院(米国)2019

    • Year and Date
      2019-12-10 – 2020-12-09
    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      シンシナティ小児病院
    • Co-investigator Overseas
      Aaron M Zorn
    • Department
      Developmental Biology
    • Job Title
      教授
  • [Journal Article] Directed differentiation of human pluripotent stem cells into diverse organ-specific mesenchyme of the digestive and respiratory systems2022

    • Author(s)
      Kishimoto Keishi、Iwasawa Kentaro、Sorel Alice、Ferran-Heredia Carlos、Han Lu、Morimoto Mitsuru、Wells James M.、Takebe Takanori、Zorn Aaron M.
    • Journal Title

      Nature Protocols

      Volume: 17 Pages: 2699~2719

    • DOI

      10.1038/s41596-022-00733-3

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Functional human gastrointestinal organoids can be engineered from three primary germ layers derived separately from pluripotent stem cells2022

    • Author(s)
      Eicher Alexandra K.、Kechele Daniel O.、Sundaram Nambirajan、Berns H. Matthew、Poling Holly M.、Haines Lauren E.、Sanchez J. Guillermo、Kishimoto Keishi、Krishnamurthy Mansa、Han Lu、Zorn Aaron M.、Helmrath Michael A.、Wells James M.
    • Journal Title

      Cell Stem Cell

      Volume: 29 Pages: 36~51.e6

    • DOI

      10.1016/j.stem.2021.10.010

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Mechanism and in vitro reconstruction of mammalian trachea-esophageal development2023

    • Author(s)
      Keishi Kishimoto
    • Organizer
      CLEAR Consortium Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Understanding and recapitulating trachea-esophageal development2023

    • Author(s)
      Keishi Kishimoto, Aaron M Zorn, Mitsuru Morimoto
    • Organizer
      RIKEN BDR-CuSTOM Joint Organoid Symposium
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Understanding early respiratory and esophageal development toward in vitro modeling organogenesis with human pluripotent stem cells2022

    • Author(s)
      Kishimoto K, Zorn AM and Morimoto M
    • Organizer
      The 45th Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ORGANOID MESODERM LINEAGE DIVERSIFICATION2020

    • Inventor(s)
      Zorn AM,Kishimoto K,Morimoto M
    • Industrial Property Rights Holder
      Zorn AM,Kishimoto K,Morimoto M
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      20220275341
    • Overseas

URL: 

Published: 2023-12-25  

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