研究課題
挑戦的研究(萌芽)
本課題研究は，正常腸管上皮細胞培養法のオルガノイドを腸内細菌研究分野へ応用させることを目的としているが，腸管上皮を含む生体の上皮細胞の生存には酸素は不可欠であり，反対に腸内細菌のほとんどは酸素存在下では生育できない．したがって，このような相反する酸素要求性を示す腸管上皮細胞と腸内細菌の共培養は原理的に不可能である．そこで我々は，生体内の腸管の生理条件をシャーレ上で再現することで，消化管感染を中心とした様々な疾患の発症メカニズムの理解につながる感染学や腸内細菌学の発展に貢献できる，新規の低酸素環境におけるオルガノイド培養法の確立を目指す．
本課題研究は，これまで不可能されてきた嫌気性の腸内細菌と好気性のヒト正常腸管上皮細胞を同時に培養する共培養システムの開発を目的とする．初めに申請者らは，３次元組織幹細胞培養法（オルガノイド）を改良し，ボイデンチャンバーを利用した単層培養法によるヒト大腸上皮細胞の長期間培養に成功した．次に，上皮細胞の管腔側のみを嫌気条件にしても大腸上皮が生育できる培地の開発にも取り組み，完成したシステムに偏性嫌気性細菌を培地に添加し培養すると，実際にこれらの細菌は腸管上皮細胞表面で生育コロニーを形成した．このように申請者らは，宿主-細菌間の相互作用の分子基盤を理解するための有益な共培養システムの開発に成功した．
最近では企業における機能細菌（プロバイオティクス）研究開発現場において，動物愛護の観点から動物試験が禁止されるようになってきたため，モデル動物に変わる細菌の機能を試験する新規モデルの開発が急務であった．我々が開発した新規ヒト腸管上皮-腸内細菌共培養システムは，動物試験を不要とするだけではなく，細菌が与えるヒト細胞への影響を直接検証できるといった特徴も有している．そのため本研究成果は，製薬や食品メーカーが直面している商品開発の“死の谷”を克服するための一翼を担うことが期待されているので，今後積極的に本技術を産業界へ導出したいと考えている．
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すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)
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