2019 Fiscal Year Annual Research Report
同所移植可能なiPS細胞由来ヒト唾液腺オルガノイドの作出
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19H03838
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
田中 準一 昭和大学, 歯学部, 講師 (40710166)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬渕 洋 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (50424172)
大庭 伸介 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (20466733)
辻 孝 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, チームリーダー (50339131)
桐田 忠昭 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70201465)
美島 健二 昭和大学, 歯学部, 教授 (50275343)
安原 理佳 昭和大学, 歯学部, 講師 (20453649)
行森 茜 昭和大学, 歯学部, 助教 (60813748)
鯨岡 聡子 昭和大学, 歯学部, 助教 (90824673)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 唾液腺 / オルガノイド / ヒトiPS細胞 / 同所移植 / 分化誘導 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、独自に開発したマウスES細胞由来唾液腺の分化誘導技術を改変し、ヒトiPS細胞よりヒト唾液腺オルガノイドの誘導、および同所移植による臓器の代替の実現を目的とした。移植可能なヒト唾液腺オルガノイドの作出により、唾液腺障害に対する再生医療への応用や、今まで困難であった唾液腺の病態解析において極めて有用なツールとなることが予想される。
本年度はヒトiPS細胞由来唾液腺オルガノイドの誘導法の開発および、遺伝子改変ヒトiPS細胞の樹立を行った。ヒトiPS細胞由来唾液腺オルガノイドの誘導法の開発についてはマウスES細胞由来唾液腺オルガノイドの誘導方法を改変することによって、効率よく胎生期唾液腺様の分枝構造をもった組織を誘導する方法を同定した。qPCRの結果からも唾液腺様オルガノイドは未分化iPS細胞と比較して唾液腺各種マーカーを発現し、未分化マーカーについては発現が低下していることも確認された。組織学的な解析の結果、この唾液腺オルガノイドは胎生期唾液腺様の組織構築を持っていることが示された。遺伝子改変ヒトiPS細胞の樹立に関しては、当初は分化誘導法開発のためのレポーターiPS細胞を樹立予定であったが、分化誘導法については野生型iPS細胞で決定できたため、唾液腺への分化メカニズムの解析としてCRISPR-iを用いた薬剤誘導性遺伝子発現抑制株の樹立に取り組んだ。改変株の樹立は終了しており、これらの細胞を用いて唾液腺オルガノイドの誘導を行いヒト唾液腺分化メカニズムの解析に取り組む予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画では本年度はレポーターiPS細胞の樹立とヒトiPS細胞由来口腔粘膜への遺伝子導入を予定しており、唾液腺オルガノイドの誘導法の確立は翌年度であった。
実際には本年度に野生型iPS細胞を用いて唾液腺様オルガノイドの誘導方法が開発できたため、分化誘導法開発のためのレポーターiPS細胞を樹立予定を変更して唾液腺への分化メカニズムの解析としてCRISPR-iを用いた薬剤誘導性遺伝子発現抑制株の樹立に取り組み、改変株の樹立が終了した。
以上より、予定の変更は生じたものの概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は誘導した唾液腺様オルガノイドの評価として、組織学的解析、qPCR、およびRNA-seqによる唾液腺との類似性について検討する。また薬剤誘導性遺伝子発現抑制株を用いて唾液腺発生関連遺伝子の発現抑制を分化誘導過程に行うことでヒト唾液腺発生メカニズムについても解析する。
また唾液腺オルガノイドの耳下腺完全切除マウスへの同所移植により多能性幹細胞由来の唾液腺を再生できるか否かについても検討する予定である。
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[Journal Article] Sox9 regulates the luminal stem/progenitor cell properties of salivary glands2019
Author(s)
Tanaka J, Mabuchi Y, Hata K, Yasuhara R, Takamatsu K, Kujiraoka S, Yukimori A, Takakura I, Sumimoto H, Fukada T, Azuma M, Akiyama H, Nishimura R, Shimane T, Mishima K
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Journal Title
Exp Cell Res
Volume: 382(1)
Pages: 111449
DOI
Peer Reviewed
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