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新規肝オルガノイドを用いた肝細胞と胆管の接続部構造形成のメカニズム解明とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K05843
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38030:応用生物化学関連
研究機関東京大学 (2021-2022)
札幌医科大学 (2020)

研究代表者

谷水 直樹  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (00333386)

研究分担者 三高 俊広  札幌医科大学, 医学部, 教授 (50231618)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 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)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード上皮組織 / オルガノイド / 肝臓 / 胆管 / 代謝産物 / 組織構造 / 薬物動態
研究開始時の研究の概要

体外と体内の物質交換や輸送を担う上皮系の臓器では、機能発現や維持のために、隣接する「管腔」を持つ上皮組織が正しく接続する必要がある。肝臓の肝細胞と胆管の接続部構造はヘリング管(CoH)と呼ばれている。胆汁が胆管に輸送されずに組織内に滞留すると、肝細胞死が誘導されて重篤な疾患の原因となることからも、CoHは肝機能発現と組織恒常性維持にとって非常に重要な接続部構造である。本研究では、我々が独自に開発した肝細胞と胆管の接続を再現する培養系を用いて、CoHの形成のメカニズム解明と、薬物動態アッセイや肝病態モデル構築などにつながる研究成果をあげることを目的に研究を行う。

研究成果の概要

我々は胆管上皮細胞と肝前駆細胞を用いて、位相差顕微鏡下でも肝細胞の毛細胆管と胆管がヘリング管を介して接続している新規肝臓オルガノイドを構築し、Hepatobiliary tubular organoid (HBTO)と名付けた。HBTOでは、肝機能が長期間維持され、胆汁酸が肝細胞から胆管へ輸送されるなど、肝臓組織内での物質輸送が再現されていた。さらに肝星細胞およびクッパー細胞を導入したmulticellular HBTO (mcHBTO)を作成することにより、肝疾患モデルの作成が可能になった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は肝臓の上皮組織である肝細胞の毛細胆管と胆管の接続をin vitroで再現することに初めて成功した。臓器再生において、隣接する組織の空間配置を制御することは非常に重要であり、上皮組織形成の理解および応用のいずれの面からも本研究成果は学術的・社会的意義が高いものである。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Preparation of Functional Human Hepatocytes Ex Vivo.2022

    • 著者名/発表者名
      Okumura A and Tanimizu N
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 2544 ページ: 269-278

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2557-6_20

    • ISBN
      9781071625569, 9781071625576
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of functional liver organoids on combining hepatocytes and cholangiocytes with hepatobiliary connections ex vivo2021

    • 著者名/発表者名
      Tanimizu Naoki、Ichinohe Norihisa、Sasaki Yasushi、Itoh Tohru、Sudo Ryo、Yamaguchi Tomoko、Katsuda Takeshi、Ninomiya Takafumi、Tokino Takashi、Ochiya Takahiro、Miyajima Atsushi、Mitaka Toshihiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 3390-3401

    • DOI

      10.1038/s41467-021-23575-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of human iPSC-derived quiescent hepatic stellate cell-like cells for drug discovery and in vitro disease modeling2021

    • 著者名/発表者名
      Koui Yuta、Himeno Misao、Mori Yusuke、Nakano Yasuhiro、Saijou Eiko、Tanimizu Naoki、Kamiya Yoshiko、Anzai Hiroko、Maeda Natsuki、Wang Luyao、Yamada Tadanori、Sakai Yasuyuki、Nakato Ryuichiro、Miyajima Atsushi、Kido Taketomo
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 16 号: 12 ページ: 3050-3063

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2021.11.002

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extracellular vesicles containing miR-146a-5p secreted by bone marrow mesenchymal cells activate hepatocytic progenitors in regenerating rat livers2021

    • 著者名/発表者名
      Ichinohe Norihisa、Ishii Masayuki、Tanimizu Naoki、Mizuguchi Toru、Yoshioka Yusuke、Ochiya Takahiro、Suzuki Hiromu、Mitaka Toshihiro
    • 雑誌名

      Stem Cell Research & Therapy

      巻: 12 号: 1 ページ: 312-331

    • DOI

      10.1186/s13287-021-02387-6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The neonatal liver: Normal development and response to injury and disease2021

    • 著者名/発表者名
      Tanimizu Naoki
    • 雑誌名

      Seminars in Fetal and Neonatal Medicine

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 101229-101229

    • DOI

      10.1016/j.siny.2021.101229

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prolonged oxidative stress and delayed tissue repair exacerbate acetaminophen-induced liver injury in aged mice2020

    • 著者名/発表者名
      Tanimizu Naoki、Ichinohe Norihisa、Suzuki Hiromu、Mitaka Toshihiro
    • 雑誌名

      Aging

      巻: 12 号: 19 ページ: 18907-18927

    • DOI

      10.18632/aging.103973

    • 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
  • [学会発表] "Liver Regeneration in response to acute and chronic liver injury”2023

    • 著者名/発表者名
      Naoki Tanimizu
    • 学会等名
      APASL 2023 annual meeting (Asian Pacific Association for the study of the liver) ,Taipei, Taiwan Symposium session “Liver injury and regeneration
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 肝臓発生過程の理解に基づくEx vivo組織構造の試み」2022

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      iMeC-WISEセミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「胆管を接続した肝臓オルガノイドを用いた肝疾患モデルの構築」2022

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      第29回肝細胞研究会 シンポジウム:創薬のための生理学的培養肝組織モデルの開発
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 「肝臓オルガノイドを用いた肝疾患モデルの構築」2022

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      第6回東海肝臓病研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 肝臓の3次元構造解析に基づく肝臓オルガノイドの構築2022

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹、三高 俊広
    • 学会等名
      第28回肝細胞研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 胆管接続型肝臓オルガノイドを用いた肝疾患モデルの構築2022

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      薬物動態談話会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 胆汁排泄型肝臓オルガノイドを用いた応用研究の展開2022

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D analyses of liver tissue structures and reconstitution of the hepatobiliary connection ex vivo2021

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      FACS SRC
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 肝オルガノイドを用いた肝疾患モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹、三高 俊広
    • 学会等名
      第57回 日本肝臓学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 胆汁輸送路を備えた肝臓オルガノイドの開発2021

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      創薬フォーラム第7回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 胆汁排泄型肝臓オルガノイドを用いた肝疾患モデル構築2021

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      CBI学会2021年大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modeling of liver tissue structures ex vivo2021

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      East Asia Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 胆汁排泄路を備えた肝オルガノイドの構築とその応用2021

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 肝臓創出のためのEx vivo組織構築2021

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      第6回デザイン生命工学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Ex vivoにおける肝組織の再構築2020

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹
    • 学会等名
      肝細胞研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 札幌医科大学附属フロンティア医学研究所組織再生学部門ホームページ

    • URL

      https://www.smu-tisdevreg.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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