胚盤胞補完法を用いた移植可能な肝臓作製技術の開発

• 研究課題/領域番号: 20K17561
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分55010:外科学一般および小児外科学関連
• 研究機関: 岩手医科大学
• 研究代表者: 鈴木 悠地 岩手医科大学, 医学部, 特任講師 (00779332)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 臓器再生 / 肝移植 / 肝不全 / 再生医療 / 胚盤法補完法 / 臓器移植 / 異種臓器 / 胚盤胞補完法 / 肝再生 / 移植

研究開始時の研究の概要

肝移植は末期肝不全に対する根治的治療法であるが、絶対的なドナー不足が課題である。本研究は、臓器欠損動物の胚盤胞に異種の多能性幹細胞を注入しキメラ動物を作出する胚盤胞補完法により、移植可能な肝臓作製技術の確立する。本研究では、ラット体内で異種臓器であるマウスの肝臓を作成し、作製した肝臓を別のマウス個体に移植可能か検証する。

研究成果の概要

動物の発生段階で肝臓欠損の表現型となることが知られている、Hematopoietically expressed homeobox（以下Hhex）ノックアウトマウスを用いた同種胚盤胞補完法による検討を進めた。EGFP発現マウス由来ES細胞を注入して、個体発生が得られたマウスキメラ胎仔胎生11.5日の解析で、Hhexホモノックアウト胚由来のキメラでは肝芽細胞がドナーES細胞由来に置換された。また、同種胚盤胞補完法により作出したHhexホモノックアウト胚由来のキメラは成体まで正常に発育した。本研究により、多能性幹細胞の分化の場となる肝臓欠損の環境がHhexの制御で実現できることを明らかとした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、異種胚盤胞補完法によって、大型固形臓器である肝臓を創出し、移植可能であることを証明する初の試みである。胚盤胞補完法による肝臓再生の将来的な展開は、ブタなどの大動物の生体内を使って、ヒトに移植可能なヒト多能性幹細胞由来の肝臓を作製することである。実現するためには、ヒトと臓器サイズが合致する個体での臓器欠損動物の作製、進化的な距離の遠い種間でキメラを作出するための技術開発、医学的ニーズと生命倫理に関する議論など解決すべき課題は多いが、胚盤胞補完法によりヒトに移植可能な肝臓をはじめとする臓器を作製することが実現すれば、ドナー臓器不足という人類が抱える医療問題の一つを解消できる可能性がある。