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腎前駆細胞からの再生ネフロンを用いたin vivo腎毒性評価モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K17756
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分53040:腎臓内科学関連
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

山中 修一郎  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (80775544)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード腎不全 / 薬剤性腎障害 / シスプラチン / 幹細胞 / 前駆細胞 / 再生 / 急性腎障害 / トランスポーター / iPS細胞 / ネフロン前駆細胞 / キメラ / 腎毒性評価モデル / 腎臓再生 / 急性腎不全 / 毒性評価
研究開始時の研究の概要

薬剤の腎毒性は臨床・創薬の場で大きな問題となる。ブタなどの動物体内で部分的に再生したヒトネフロンに対する薬剤毒性評価は、前臨床試験(動物実験)だけでは検出できずに、臨床試験におけるヒトへの直接投与によって初めて判明してしまう副作用を事前に検知する手法となり得る。異種動物の腎発生領域を腎再生の足場として用いる”胎生臓器ニッチ法”と高効率に再生ネフロンを得る”前駆細胞置換法”を組み合わせ動物の体内で再生ネフロンを維持し、薬剤投与後の再生ネフロンにおける腎障害を判定・評価する手法を確立する。将来的にヒトiPS細胞による再生ヒトネフロンを用いた、全く新たな前臨床型生体内腎毒性評価モデルの開発を目指す。

研究成果の概要

これまでの動物実験による腎毒性評価モデルは、ヒトと動物の生物学的な違いから、十分な精度を持つものではなかった。ヒトの腎臓を持ったマウスを作るという発想から、キメラ腎臓をマウスの体内で再生させる試みがなされた。そこでまず、げっ歯類の腎前駆細胞から効率的にキメラ腎臓を再生させる手法を開発することに焦点を当てた。成果として、新生仔マウスの腎臓内に外来性にげっ歯類の腎前駆細胞を移植することで、キメラとして腎臓の再生を示した。新生仔キメラ腎臓は移植7週以後も再生細胞の生着と長期的な尿細管機能の保持とシスプラチン腎症の再現が確認された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、薬剤(シスプラチン)による腎障害の発現機序を解明する一助となるよう、新たな評価モデルとしてキメラ腎臓の応用を提示した。げっ歯類の腎前駆細胞を用いてマウス新生仔の腎皮膜内でキメラ腎臓を作り出す手法を開発し、このキメラ腎臓における再生ネフロンが毒性物質による障害反応を正確に再現することを確認した。この研究成果は、将来的にはヒトの腎臓を持ったマウスを利用した、薬剤の腎毒性評価や治療法の開発に大きく貢献すると考えられる。この成果は、動物実験モデルの限界を超えるような、創薬における安全性と有効性の向上を実現するための基盤技術として、重要な一歩となることを期待したい。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件) 産業財産権 (4件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Evaluation of the ability of human induced nephron progenitor cells to form chimeric renal organoids using mouse embryonic renal progenitor cells2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Naoto、Yamanaka Shuichiro、Morimoto Keita、Matsui Kenji、Nishimura Sandy、Kinoshita Yoshitaka、Inage Yuka、Fujimori Koki、Kuroda Takao、Saito Yatsumu、Takamura Tsuyoshi、Fujimoto Toshinari、Tajiri Susumu、Matsumoto Kei、Inoue Makoto、Kobayashi Eiji、Yokoo Takashi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 662 ページ: 18-25

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.04.052

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of functional chimeric kidney containing exogenous progenitor-derived stroma and nephron via a conditional empty niche2022

    • 著者名/発表者名
      Saito Yatsumu、Yamanaka Shuichiro、Matsumoto Naoto、Takamura Tsuyoshi、Fujimoto Toshinari、Matsui Kenji、Tajiri Susumu、Matsumoto Kei、Kobayashi Eiji、Yokoo Takashi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 39 号: 11 ページ: 110933-110933

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110933

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a Cryopreservation Technique for Xenogeneic Kidney Grafts: Evaluation Using a Mouse Model2022

    • 著者名/発表者名
      Takamura Tsuyoshi、Nagashima Hiroshi、Matsunari Hitomi、Yamanaka Shuichiro、Saito Yatsumu、Kinoshita Yoshitaka、Fujimoto Toshinari、Matsumoto Kei、Nakano Kazuaki、Okano Hirotaka James、Kobayashi Eiji、Yokoo Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 11 号: 23 ページ: 7237-7237

    • DOI

      10.3390/jcm11237237

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of chimeric kidneys using progenitor cell replacement: Oshima Award Address 20212022

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Shuichiro
    • 雑誌名

      Clinical and Experimental Nephrology

      巻: 26 号: 6 ページ: 491-500

    • DOI

      10.1007/s10157-022-02191-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of heterozygous PKD1 mutant pigs exhibiting early-onset renal cyst formation2022

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Masahito、Umeyama Kazuhiro、Nakano Kazuaki、Matsunari Hitomi、Fukuda Toru、Matsumoto Kei、Tajiri Susumu、Yamanaka Shuichiro、Hasegawa Koki、Okamoto Kazutoshi、Uchikura Ayuko、Takayanagi Shuko、Nagaya Masaki、Yokoo Takashi、Nakauchi Hiromitsu、Nagashima Hiroshi
    • 雑誌名

      Laboratory Investigation

      巻: 3 号: 5 ページ: 560-569

    • DOI

      10.1038/s41374-021-00717-z

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Beneficial Impact of Interspecies Chimeric Renal Organoids Against a Xenogeneic Immune Response2022

    • 著者名/発表者名
      Saito Yatsumu、Matsumoto Naoto、Yamanaka Shuichiro、Yokoo Takashi、Kobayashi Eiji
    • 雑誌名

      Frontiers in Immunology

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fimmu.2022.848433

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Techniques of fragile renal organoids transplantation in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Naoto、Matsui Kenji、Saitou Yatsumu、Takamura Tsuyoshi、Yamanaka Shuichiro、Yokoo Takashi、Kobayashi Eiji
    • 雑誌名

      Acta Cirrgica Brasileira

      巻: 36 号: 11

    • DOI

      10.1590/acb361102

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新しい手法を駆使した腎臓病研究の最前線】腎臓発生・再生 発生ニッチ補完による腎臓再生法2021

    • 著者名/発表者名
      松本直人,山中修一郎,横尾隆
    • 雑誌名

      腎と透析

      巻: 91 ページ: 919-922

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] エリスロポエチンと再生医療2021

    • 著者名/発表者名
      松本啓、齋藤弥積、山中修一郎、横尾隆
    • 雑誌名

      腎臓内科

      巻: 13 ページ: 667-675

    • NAID

      40022597428

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] In?vivo regeneration of neo-nephrons in rodents by renal progenitor cell transplantation2021

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Shuichiro、Matsui Kenji、Fujimoto Toshinari、Takamura Tsuyoshi、Saito Yatsumu、Matsumoto Naoto、Tajiri Susumu、Matsumoto Kei、Yokoo Takashi
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 2 号: 1 ページ: 100314-100314

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100314

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generation of Human Renal Vesicles in Mouse Organ Niche Using Nephron Progenitor Cell Replacement System2020

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Toshinari、Yamanaka Shuichiro、Tajiri Susumu、Takamura Tsuyoshi、Saito Yatsumu、Matsumoto Naoto、Matsumoto Kei、Tachibana Toshiaki、Okano Hirotaka James、Yokoo Takashi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 32 号: 11 ページ: 108130-108130

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.108130

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 【腎臓の構成細胞から再考する:基礎と臨床】腎臓を構成する細胞の再生 iPS細胞研究の視点より2020

    • 著者名/発表者名
      松本 直人, 山中 修一郎, 横尾 隆
    • 雑誌名

      腎と透析

      巻: 89 ページ: 315-318

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 【腎臓再生のup to date】動物の発生ニッチを利用した前駆細胞からの腎臓再生2020

    • 著者名/発表者名
      山中修一郎, 横尾 隆
    • 雑誌名

      腎臓内科

      巻: 12 ページ: 280-288

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 腎間質の発生機構と再生2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤弥積,山中修一郎, 横尾 隆
    • 雑誌名

      発達腎研究会誌

      巻: 28 ページ: 36-40

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Kidney Regeneration in Later-Stage Mouse Embryos via Transplanted Renal Progenitor Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Shuichiro、Saito Yatsumu、Fujimoto Toshinari、Takamura Tsuyoshi、Tajiri Susumu、Matsumoto Kei、Yokoo Takashi
    • 雑誌名

      Journal of the American Society of Nephrology

      巻: 30 号: 12 ページ: 2293-2305

    • DOI

      10.1681/asn.2019020148

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mesangial cell regeneration from exogenous stromal progenitor by utilizing embryonic kidney2019

    • 著者名/発表者名
      Saito Yatsumu、Yamanaka Shuichiro、Fujimoto Toshinari、Tajiri Susumu、Matsumoto Naoto、Takamura Tsuyoshi、Matsumoto Kei、Yokoo Takashi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 520 号: 3 ページ: 627-633

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.10.080

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo regeneration of interspecies chimeric kidneys using a nephron progenitor cell replacement system2019

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Toshinari、Yamanaka Shuichiro、Tajiri Susumu、Takamura Tsuyoshi、Saito Yatsumu、Matsumoto Kei、Takase Kentaro、Fukunaga Shohei、Okano Hirotaka James、Yokoo Takashi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 6965-6965

    • DOI

      10.1038/s41598-019-43482-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 前駆細胞と異種胎生ニッチが生み出す ハイブリッド腎臓と異種再生医療2022

    • 著者名/発表者名
      山中修一郎
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会 シンポジウム12 「3次元臓器再生」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 前駆細胞と異種胎生ニッチが生み出す ハイブリッド腎臓と異種再生医療2022

    • 著者名/発表者名
      山中修一郎
    • 学会等名
      21回日本再生医療学会総会 シンポジウム12 「3次元臓器再生」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 異種動物の胎内発生ニッチを利用した臓器再生2021

    • 著者名/発表者名
      山中 修一郎
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会、ワークショップ 新たな国民病、慢性腎臓病の病態を分子生物学的に解明する
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 2021026380 実験ことはじめ-you can do it now:ITそれが見えたら研究しよう- 知っておきたいゲノム編集ことはじめ2020

    • 著者名/発表者名
      山中 修一郎
    • 学会等名
      第63回日本腎臓学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イメージングで視る腎臓の再生 蛍光標識で視るハイブリッド型再生腎臓2020

    • 著者名/発表者名
      山中 修一郎
    • 学会等名
      第50回日本腎臓学会東部学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Kidney regeneration from renal progenitor cells, borrowing embryonic kidneys from other species as a developmental niche2019

    • 著者名/発表者名
      山中 修一郎
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異種動物の胎生期腎臓を足場に 利用した腎前駆細胞からの腎臓再生2019

    • 著者名/発表者名
      山中 修一郎
    • 学会等名
      第46回日本臓器保存生物医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 胎仔への経子宮的細胞移植法の確立と腎欠損胎仔における腎前駆細胞からのin vivo腎臓再生2019

    • 著者名/発表者名
      山中 修一郎
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] Innovations in Nephrology Breakthrough Technologies in Kidney Disease Care2022

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka S, Yokoo T
    • 総ページ数
      543
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] ビジュアルアブストラクトで読みとく 腎臓論文ベストセレクション2021

    • 著者名/発表者名
      分担執筆、松井賢治、山中修一郎、横尾隆
    • 総ページ数
      290
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [産業財産権] 非ヒト動物、及びキット2023

    • 発明者名
      山中 修一郎、松井 賢治、横尾 隆
    • 権利者名
      慈恵大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-051810
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 非ヒト動物、及びその利用2023

    • 発明者名
      山中 修一郎、松井 賢治、横尾 隆
    • 権利者名
      慈恵大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 非ヒト動物、及びその利用2022

    • 発明者名
      山中 修一郎、松井 賢治、横尾 隆
    • 権利者名
      慈恵大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-063993
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 試料吐出システム、試料吐出装置、試料吐出方法、及び人工組織の製造方法2022

    • 発明者名
      山中 修一郎、松井 賢治、横尾 隆
    • 権利者名
      慈恵大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2022-063601
    • 出願年月日
      2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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