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2020 Fiscal Year Research-status Report

ヒト味覚-小腸-脳相関モデルの構築と栄養生理・疾患研究への応用

Research Project

Project/Area Number 19K22988
Research InstitutionNational Center for Child Health and Development

Principal Investigator

阿久津 英憲  国立研究開発法人国立成育医療研究センター, 生殖医療研究部, 部長 (50347225)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 岩槻 健  東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (50332375)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
Keywordsオルガノイド / 小腸 / 味蕾
Outline of Annual Research Achievements

栄養環境が個体生理のみならず現代の疾病動勢にも深く関与している。栄養生理学的研究からの理解が深まっているが、実験動物や動物代替モデルでの試験系にはまだ課題が多い。本研究では、ヒトiPS細胞から生理高機能性を有する疑似臓器(オルガノイド)作製技術を応用することで、食事、栄養の末梢シグナルから中枢の神経回路の活動を解析可能とする生物モデルを具現化する。現代社会の健康をとりまく環境を背景に、食事・栄養が末梢のシグナルから中枢の神経回路を解析するバイオモデルを構築し、味覚-小腸-脳相関モデルの評価系を通すことで、老化や疾患研究の進展へ貢献する。これまで小腸オルガノイドを作製し培養上清での分泌物性状解析から1mlで複数のタンパク質をELISA解析できる系を構築した。その結果、GLP-1分泌が確認でき、さらにDEFA5のタンパク質レベルでの発現を認めた。DEFA5のタンパク質量はオルガノイド間の差がほとんど認められずバラツキが少なかった。バイオマーカーとしての有用性も示唆された。今年度は、炎症刺激に対する炎症性サイトカインIL6の分泌が捉えられているため、さらにangiopoietin-like protein 4等の分泌動態も評価できることを確認した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

生体内の各臓器間の応答をする化学物質センサー細胞(腸管)の作製にも成功し、今後当初の目標であった、複数臓器連携を評価するシステムの構築に近づいた。

Strategy for Future Research Activity

ヒト多能性幹細胞由来の腸管オルガノイドでの評価系と、霊長類モデルにてより他臓器モデル評価系を構築している分担研究者と連携することで研究開発を進めていく。

Causes of Carryover

試薬の納期が遅れたため。次年度に物品費として使用する。

  • Research Products

    (5 results)

All 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results)

  • [Journal Article] Identification of an epigenetic signature in human induced pluripotent stem cells using a linear machine learning model.2021

    • Author(s)
      Nishino K, Takasawa K, Okamura K, Arai Y, Sekiya A, Akutsu H, Umezawa A.
    • Journal Title

      Hum Cell

      Volume: 34 Pages: 99-110

    • DOI

      10.1007/s13577-020-00446-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Human Pluripotent Stem Cell-Derived Organoids as a Model of Intestinal Xenobiotic Metabolism2021

    • Author(s)
      Sasaki Kengo、Inoue Makoto、Machida Masakazu、Kawasaki Tomoyuki、Tsuruta Satoru、Uchida Hajime、Sakamoto Seisuke、Kasahara Mureo、Umezawa Akihiro、Akutsu Hidenori
    • Journal Title

      StemJournal

      Volume: 3 Pages: 1~10

    • DOI

      10.3233/STJ-200001

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Generation of intestinal chemosensory cells from nonhuman primate organoids2021

    • Author(s)
      Inaba Akihiko、Kumaki Shunsuke、Arinaga Ayane、Tanaka Keisuke、Aihara Eitaro、Yamane Takumi、Oishi Yuichi、Imai Hiroo、Iwatsuki Ken
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 536 Pages: 20~25

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.12.044

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The hsa-miR-302 cluster controls ectodermal differentiation of human pluripotent stem cell via repression of DAZAP22020

    • Author(s)
      Sugawara T, Miura T, Kawasaki T, Umezawa A, Akutsu H.
    • Journal Title

      Regen Ther

      Volume: 15 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.reth.2020.03.011

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparative analysis of enteroendocrine cells and their hormones between mouse intestinal organoids and native tissues2020

    • Author(s)
      Ohki Junko、Sakashita Akihiko、Aihara Eitaro、Inaba Akihiko、Uchiyama Hironobu、Matsumoto Masahito、Ninomiya Yuzo、Yamane Takumi、Oishi Yuichi、Iwatsuki Ken
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 84 Pages: 936~942

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1713043

    • Peer Reviewed / Open Access

URL: 

Published: 2021-12-27  

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