2013 Fiscal Year Annual Research Report
臓器再生・移植医療を目指したiPS腸管を用いた機能的膵臓の臓器分化誘導法の開発
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25293277
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
山田 高嗣 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (20316061)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 祥介 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00142381)
植田 剛 奈良県立医科大学, 医学部附属病院, 研究員 (40526810)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / 再生医療 / 移植医療 / 膵臓 / 臓器再生 |
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| Research Abstract |
我々は iPS 細胞から、腸管に特異的な三胚葉系の全ての細胞で構成される「管腔状構造の蠕動運動する 機能的な腸管」iPS 腸管(iGut)の臓器分化誘導に世界で初めて成功した。当該研究は、発生学的には胎生期に膵臓が前腸から発生する ことに着目し、胎生期の腸管の発生過程を in vitro で再現できる画期的な臓器分化誘導システムであるiPS 腸管(iGut)から機能的な膵臓(iPanc)を臓器として分化誘導し移植するという全く新しい臓器再生・移植医療を実現することを目的として計画した。まず、予備実験として、インスリンプロモーター下流に GFP 遺伝子を組込んだ遺伝子改変マウス由来 ES 細胞から作成した ES-Gut に増殖因子を加えると GFP 陽性の膵臓様組織の発現を確認した。つぎに、我々の開発した腸管臓器分化誘導技術を用いて、マウスiPS 細胞（iPS-MEF-Ng-20D-17: No. APS0001; RIKEN BRC）から蠕動運動する腸管（iGut）を立体臓器として分化誘導できることを確認した。当初の計画では、マウスiGutから、機能的膵臓（iPanc）を作製したのち、臨床応用を目指して、糖尿病患者の皮膚生検により得られた線維芽細胞から iPS 細胞を樹立し、ヒトiGutおよびヒトiPancを作製することを予定していた。しかし、これまでマウスiPS細胞を用いての再現性は国内外で多数確認されているものの、ヒトiPS細胞からヒトiGut（hiGut）ができたという報告はないため、本研究の遂行には、まずhiGutの作製の成功が最も急がれる課題であると考え、本年度、マウスiPS細胞の結果をふまえて、ヒトiPS細胞から蠕動運動するヒト腸管（hiGut）を分化誘導する研究を先行させることとした。その結果、ヒトiPS細胞からも蠕動運動する腸管を作製するには至っていないものの、拍動する心筋細胞や形態的な腸管を分化誘導することには成功した。
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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
当初の計画では、マウスiGutから、機能的膵臓（iPanc）を作製したのち、臨床応用を目指して、糖尿病患者の皮膚生検により得られた線維芽細胞から iPS 細胞を樹立し、ヒトiGutおよびヒトiPancを作製することを予定していた。しかし、これまでヒトiPS細胞からヒトiGut（hiGut）ができたという報告はないため、本研究の遂行には、まずhiGutの作製の成功が最も急がれる課題であると考え、本年度、マウスiPS細胞の結果をふまえて、ヒトiPS細胞から蠕動運動するヒト腸管（hiGut）を分化誘導する研究を先行させることとした。その結果、ヒトiPS細胞からも蠕動運動する腸管を作製するには至っていないものの、拍動する心筋細胞や形態的な腸管を分化誘導することには成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度、マウスiPS細胞の結果をふまえて、ヒトiPS細胞から蠕動運動するヒト腸管（hiGut）を分化誘導する研究を先行させることとした結果、ヒトiPS細胞からも蠕動運動する腸管を作製するには至っていないものの、拍動する心筋細胞や形態的な腸管を分化誘導することには成功した。来年度は、研究計画に記載している通り、hiGutから機能的なヒト膵臓(hiPanc)を臓器として分化誘導しin vitroならびにin vivo移植モデルでグルコース応答性などを評価する予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
計画は概ね進んでいるが、今年度購入予定であった備品、試薬などを次年度に購入する予定としたため、残額が生じた。
２５年度の残額と今年度の交付金額を用いて、計画通り備品、試薬等を購入する予定である。
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