腎オルガノイドにおける自己血管化必要因子の探索・解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K12763
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 関谷 佐智子 東京女子医科大学, 医学部, 非常勤講師 (00398801)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 腎オルガノイド

Outline of Annual Research Achievements

本申請研究はヒトiPS細胞より誘導される腎オルガノイドを用いて、組織特異的血管形成における自己血管化因子の探索検討を目的とし、腎オルガノイド内の血管内皮細胞様ネットワーク構造を形成するCD34陽性細胞について抽出と性質について解析を行った。３次元腎オルガノイド内部のCD34陽性血管内皮様細胞を回収，添加因子・マトリックス・酸素濃度、および腎オルガノイド内に誘導されるPDGFR陽性間葉系細胞との間接共培養を 行ったところ、増殖が観察された条件が1%O2における共培養条件であった。しかしながら、CD34陽性細胞は、抽出後の培養では、増殖停止が生じた。そこで、回収したCD34陽性細胞の遺伝子発現をマイクロアレイ解析にてヒト臍帯静脈内皮細胞 (HUVEC)と比較し結果、血管内皮細胞特有の遺伝子発現は示すものの、Angiogenesis関与する遺伝子発現はHUVECと比較して低く、糸球体血管の発生や腎発生にも関わる遺伝子発現が高いことが確認され、HUVECとは性質の異なる血管内皮細胞である可能性が示唆された。
発生期における血管新生においても腎臓内と腎臓外血管との再連結が確認されることから、腎オルガノイド内のCD34陽性の血管内皮細胞構造の他の血管構造との連結能をHUVECを用いた血管網細胞シートとの共培養では細胞シート内血管網が衰退し、かん流刺激により腎オルガノイド内、および細胞シート内の血管網構造維持と連結が確認された。 以上の検討より、腎オルガノイド内に誘導されるCD34陽性の血管内皮様細胞による自己血管化促進には腎オルガノイド内の間葉系細胞の分泌因子および物理的刺激が関わることが示唆され、一方でオルガノイド内から血管内皮細胞の増殖阻害因子発現も確認されることから、自己血管化には阻害因子の適切な制御も必要であることが推測された。