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2011 Fiscal Year Annual Research Report

リアルタイムイメージングを用いた初代大腸上皮培養細胞の増殖・分化機構解析

Research Project

Project/Area Number 21590803
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

中村 哲也  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 寄附講座教員 (70265809)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 守  東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (10175127)
Keywords消化管上皮幹細胞 / ライブセルイメージング / 初代培養技術 / 細胞移植治療
Research Abstract

本研究では平成22年度までに、正常な大腸上皮細胞をマウスより単離し、3次元的に包埋し、複数の増殖因子を含む無血清培地で維持することにより、長期にわたりこれら細胞を体外培養する技術を確立した。さらにこの培養技術を用いると、Lgr5分子発現細胞として識別できる大腸上皮幹細胞が数的に増えることを確認した。さらに培養細胞をドナーとした移植実験により、本法で培養した正常大腸上皮細胞が、再び個体に戻した際にも幹細胞として機能し、大腸上皮組織を再構築しうることが明らかとなった。
本年度においてはこれをさらに発展させ、移植した培養細胞がいかに傷害上皮を修復するかの詳細を検討した。具体的には、薬剤投与により大腸上皮傷害を惹起したマウスをレシピエントとし、EGFP陽性培養大腸上皮をドナー細胞として移植をおこない、移植後短期におけるドナー細胞の分布を検討した。その結果、体外で培養維持した上皮細胞が移植数日後には単層細胞としてレシピエント大腸に確認できること、ドナー細胞はレシピエントの大腸傷害部位、すなわち上皮欠損部を被覆するように分布することが明らかとなった。移植後4週経過すると、ドナー細胞はレシピエント内に正常上皮組織を再構築すること、さらにこの培養細胞による移植が、たった1個の大腸上皮幹細胞から体外で増やした培養ドナー細胞によっても再現できることを明らかとした。
本成果は、培養幹細胞を用いた消化管上皮再生が技術的に可能であることを明らかにした世界で初めてのものであり、世界的にも高い評価をうけることとなった(Nature Medicine 2012)。本研究によって、大腸上皮幹細胞のイメージング技術を提示することができたのみならず、微小な組織片から得た大腸上皮幹細胞による大腸再生治療の技術基盤を示す大きな成果があげられたと考える。

  • Research Products

    (5 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Functional engraftment of colon epithelium expanded in vitro from a single adult Lgr5+ stem cell2012

    • Author(s)
      Yui S, Nakamura T, et al
    • Journal Title

      Nature Medicine

      Volume: 18 Pages: 618-623

    • DOI

      10.1038/nm.2695

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time analysis of P-glycoprotein-mediated drug transport across primary intestinal epithelium three-dimensionally cultured in vitro2012

    • Author(s)
      Mizutani T, Nakamura T, et al
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 419 Pages: 238-243

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.01.155

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Epithelial regeneration by cultured colonic cells expanded from a single adult Lgr5+ stem cell2012

    • Author(s)
      Nakamura T
    • Organizer
      The 6th Korea-Japan IBD Symposium
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      2012-01-28
  • [Presentation] 再生医療へ向けた腸管上皮研究~幹細胞体外培養と細胞移植~2011

    • Author(s)
      中村哲也
    • Organizer
      日本消化器病学会総会シンポジウム指定口演
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-05-14
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 大腸上皮幹細胞の単離・培養技術とこれを用いた大腸上皮移植技術2011

    • Inventor(s)
      渡辺守・中村哲也
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人東京医科歯科大学
    • Industrial Property Number
      特願2011-236469
    • Filing Date
      2011-10-27

URL: 

Published: 2013-06-26  

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