2021 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of pharmacokinetics and toxicity prediction model system using human iPS cell-derived small intestinal cells and tissues
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19H03391
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
松永 民秀 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 教授 (40209581)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩尾 岳洋 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 准教授 (50581740)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ヒトiPS細胞 / 小腸上皮細胞 / 小腸オルガノイド / 腸管デバイス / 小腸モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトiPS細胞由来二次元腸管オルガノイドの構造解析と機能評価を行った。免疫蛍光染色により吸収上皮細胞マーカー（villin 1）、杯細胞マーカー（MUC2）、内分泌系細胞マーカー（chromogranin A）、M細胞マーカー（glycoprotein 2）およびtuft細胞マーカー（Girdin）の発現が確認された。この結果より、腸管粘膜を構成する様々な細胞を含んでいることが明らかになった。また、villin 1は絨毛様構造に沿って局在していたことから極性を有していることが示唆された。さらに、切片のHE染色や細胞形態解析イメージングシステムを用いて細胞形態についてライブ解析を行ったところ、高さは約100umと生体と比較して低いが陰窩－絨毛様の構造が確認できた。機能においては、CYP3A4の基質であるmidazolamとその阻害剤であるketoconazoleを用いて代謝活性を測定した。その結果、midazolamの代謝が認められ、その代謝活性はketoconazoleの添加により約6%まで、有意に阻害されたことから、小腸の最も主要なCYP分子種であるCYP3A4の機能を有することを確認した。ヒトiPS細胞由来二次元腸管オルガノイドとマクロファージ細胞を共培養した培地にLPS、TNF-αあるいはIFN-γ等で刺激することで炎症状態を誘導した際、経上皮電気抵抗（TEER）値が低下したことから、腸管バリアの低下が示唆された。また、小腸チップ（閉鎖系デバイス）については、試作品を用いてCaco-2細胞の播種の検討を行った。その結果、Caco-2細胞の接着が確認できたが、培地の灌流により一部細胞の剥離が観察されたことから、培養や灌流の条件の更なる検討が必要であることが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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