ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイドの開発と肝線維化・発癌病態モデルの創成

• 研究課題/領域番号: 21H02896
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 柿沼 晴 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30372444)
• 研究分担者: 朝比奈 靖浩 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座教授 (00422692) ; 岡本 隆一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50451935)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 肝細胞 / iPS細胞 / オルガノイド / 肝細胞癌 / 再生医療

研究開始時の研究の概要

ヒトiPS細胞培養に関する研究グループのこれまでの研究基盤に基づき、本研究計画では、まず生体により近いヒトiPS細胞由来「肝細胞オルガノイド」を新規に構築することを目指し、次に、この新たに立ち上げた培養解析系を用いて肝線維化・肝発癌の病態モデル研究を行う。
そして前記の研究を基盤に、ヒトiPS細胞由来星細胞様細胞等とヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイドとの新規共培養系を確立し、肝組織を一部模倣しうる肝臓モデル培養体を作出する。これに炎症刺激等を行って病態モデルとして解析することで新たな治療標的分子を抽出し、抗肝線維化療法、発癌抑制治療の開発への学術・技術的な基盤形成へ貢献することを目的とする。

研究成果の概要

本研究計画では、ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド<iPS-Hep Organoid>の新規培養法を確立すること、ゲノム編集により標的遺伝子を改変したヒトiPS細胞を用いて、肝細胞癌発癌の一部を再現しうる新たな肝疾患病態解析モデルを構築することを主たる目的として、研究を進めた。種々の条件検討の結果、肝細胞としての形質を保持したまま、６ヶ月以上の培養が可能なiPS-Hep Organoidの作製方法を開発した。また、B型肝炎ウイルスによる慢性肝疾患に発生する肝細胞癌発癌の一部を再現するヒトiPS細胞を作製して解析し、本細胞にみられる細胞増殖を亢進させる分子機序を明らかにして報告した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究計画では、これまでは困難であった、ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド<iPS-Hep Organoid>の新規培養法を確立することに成功した。これによって、病気の際に肝細胞がうける様々な刺激により、どのように変化するかを長期間にわたって解析することが可能になった。本研究は、今はまだ根治的な治療法がない、肝硬変の新しい治療法開発に結びつくことが期待される。
また肝細胞癌発癌の一部を再現するヒトiPS細胞の研究では、正常な細胞がどのように癌形質を獲得してゆくかを明らかにしつつある。そのメカニズムを知ることで、肝細胞がんに対する新しい分子標的を開発に繋がってゆく可能性がある。

研究成果

• [国際共同研究] Stanford University(米国)
• [国際共同研究] Stanford University(米国)
• [雑誌論文] Analysis of prognosis and background liver disease in non-advanced hepatocellular carcinoma in two decades (2024)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Shun、Asahina Yasuhiro、Murakawa Miyako、Azuma Seishin、Inada Kento、Mochida Tomohiro、Watakabe Keiya、Shimizu Taro、Tsuchiya Jun、Miyoshi Masato、Kawai-Kitahata Fukiko、Nitta Sayuri、Takahashi Marie、Fujioka Tomoyuki、Kishino Mitsuhiro、Anzai Tatsuhiko、Kakinuma Sei、Nakagawa Mina、Okamoto Ryuichi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 19 号: 3 ページ: 0297882-0297882
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0297882
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prognostic significance of C‐reactive protein in unresectable hepatocellular carcinoma treated with atezolizumab and bevacizumab (2024)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Shun、Asahina Yasuhiro、Murakawa Miyako、Akahoshi Keiichi、Tanabe Minoru、Inada Kento、Mochida Tomohiro、Watakabe Keiya、Shimizu Taro、Tsuchiya Jun、Miyoshi Masato、Kitahata‐Kawai Fukiko、Nitta Sayuri、Nakagawa Mina、Kakinuma Sei、Okamoto Ryuichi. et al.Ochanomizu Liver Conference Study Group
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: Online ahead of print. 号: 6 ページ: 562-574
  • DOI: 10.1111/hepr.14001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Factors associated with liver injury and prognosis in advanced cancer patients treated with immune checkpoint inhibitors. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kaneko S, Asahina Y, Nakagawa M, Murakawa M, Miyazaki Y, Asakage T, Fukuda S, Namiki T, Kano Y, Nagata M, Tsuchiya J, Miyoshi M, Kitahata-Kawai F, Nitta S, Itsui Y, Kakinuma S, Okamoto R.
  • 雑誌名: Hepatology Reserch 巻: 53 号: 5 ページ: 450-459
  • DOI: 10.1111/hepr.13878
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Correction: Impact of eradication of hepatitis C virus on liver-related and -unrelated diseases: morbidity and mortality of chronic hepatitis C after SVR (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa Mina、Asahina Yasuhiro、Kakinuma Sei、Okamoto Ryuichi
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 58 号: 4 ページ: 311-312
  • DOI: 10.1007/s00535-023-01961-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of eradication of hepatitis C virus on liver-related and -unrelated diseases: morbidity and mortality of chronic hepatitis C after SVR. (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M, Asahina Y, Kakinuma S, Okamoto R.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 58 号: 4 ページ: 299-310
  • DOI: 10.1007/s00535-022-01940-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suspension culture in a rotating bioreactor for efficient generation of human intestinal organoids (2022)
  • 著者名/発表者名: Takahashi Junichi、Mizutani Tomohiro、Sugihara Hady Yuki、Nagata Sayaka、Kato Shu、Hiraguri Yui、Takeoka Sayaka、Tsuchiya Mao、Kuno Reiko、Kakinuma Sei、Watanabe Mamoru、Okamoto Ryuichi
  • 雑誌名: Cell Reports Methods 巻: 2 号: 11 ページ: 100337-100337
  • DOI: 10.1016/j.crmeth.2022.100337
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Liver-related events after direct-acting antiviral therapy in patients with hepatitis C virus-associated cirrhosis (2022)
  • 著者名/発表者名: Tahata Y, Hikita H, Mochida S, Enomoto N, Kawada N, Kurosaki M, Ido A, Miki D, Yoshiji H, Takikawa Y, Sakamori R, Hiasa Y, Nakao K, Kato N, Ueno Y, Yatsuhashi H, Itoh Y, Tateishi R, Suda G, Takami T, Nakamoto Y, Asahina Y, et al.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: 57 号: 2 ページ: 120-132
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01845-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hepatocellular carcinoma recurrence after direct-acting antiviral therapy: an individual patient data meta-analysis (2021)
  • 著者名/発表者名: Sapena V, Enea M, Torres F, Celsa C, Rios J, Rizzo GEM, Nahon P, Marino Z, Tateishi R, Minami T, Sangiovanni A, Forns X, Toyoda H, Brillanti S, Conti F, Degasperi E, Yu ML, Tsai PC, Jean K, El Kassas M, Shousha HI, Omar A, Zavaglia C, Nagata H, Nakagawa M, Asahina Y, et al
  • 雑誌名: Gut 巻: in press 号: 3 ページ: 323663-323663
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2020-323663
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 肝疾患モデルへの応用に向けたヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド培養系の確立 (2023)
  • 著者名/発表者名: 志水 太郎、三好 正人、柿沼 晴
  • 学会等名: 第59回日本肝臓学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞疾患モデルを利用した先天性肝線維症の治療標的の探索 (2023)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第59回日本肝臓学会総会
• [学会発表] Functional analysis of TNFAIP3 in murine hepatic stellate cells. (2023)
  • 著者名/発表者名: Sei Kakinuma, Keiya Watakabe, Masato Miyoshi, Mina Nakagawa, Yasuhiro Asahina
  • 学会等名: The 3rd JSH International Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 肝疾患研究への応用に向けたヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド培養系の確立 (2023)
  • 著者名/発表者名: 志水 太郎、三好 正人、土屋 淳、山田華穂、渡壁 慶也、持田 知洋、稲田 賢人、金子 俊、北畑 富貴子、村川 美也子、中川 美奈、朝比奈 靖浩、 岡本 隆一、 柿沼 晴.
  • 学会等名: 第30回肝細胞研究会
• [学会発表] B型肝炎ウイルスゲノムのMLL4領域へのintegrationによる発癌プロセスの解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 土屋淳, 柿沼晴, 朝比奈靖浩
  • 学会等名: JDDW2023/第27回日本肝臓学会大会
• [学会発表] 細胞間相互作用の解析を目的としたiPS由来星細胞とHepatocyteによる共培養Spheroidの開発 (2023)
  • 著者名/発表者名: 持田知洋、三好 正人、朝比奈 靖浩、柿沼 晴
  • 学会等名: 第37回肝類洞壁細胞研究会学術集会
• [学会発表] Factors associated with HCC development and patients’ survival in patients with an SVR (2023)
  • 著者名/発表者名: Mina Nakagawa, Miyako Murakawa, Masato Miyoshi, Shun Kaneko, Fukiko Kawai-Kitahata, Sayuri Nitta, Sei Kakinuma, Yasuhiro Asahina, Ryuichi Okamoto
  • 学会等名: The 3rd JSH International Liver Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 肝星細胞におけるTNFAIP3の機能解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 渡壁 慶也、三好 正人、稲田 賢人、持田 知洋、千野 響子、志水 太郎、土屋 淳、金子 俊、北畑 富貴子、村川 美也子、中川 美奈、朝比奈 靖浩、岡本 隆一、柿沼 晴
  • 学会等名: 第30回肝細胞研究会
• [学会発表] ヒトiPS由来細胞を利用したB型肝炎ウイルスゲノム挿入による発癌プロセスの解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土屋 淳、柿沼 晴、朝比奈 靖浩
  • 学会等名: 第108回日本消化器病学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイドの樹立と疾患モデルへの応用. (2022)
  • 著者名/発表者名: 志水 太郎、 三好 正人、 柿沼 晴、 土屋 淳、 持田 知洋、 渡壁 慶也、 北畑 富貴子、 新田 沙由梨、 村川 美也子、 井津井 康浩、 東 正新、 中川 美奈、 朝比奈 靖浩、 岡本 隆一
  • 学会等名: 第58回日本肝臓学会総会
• [学会発表] TERT領域へのHBVゲノム挿入が癌形質獲得に与える影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 新田 沙由梨、 柿沼 晴、 持田 知洋、 渡壁 慶也、 志水 太郎、 土屋 淳、 三好 正人、 北畑 富貴子、 村川 美也子、 井津井 康浩、 中川 美奈、 東 正新、 朝比奈 靖浩
  • 学会等名: 第58回日本肝臓学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来肝構成細胞を用いた細胞間相互作用の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、三好正人、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第58回日本肝臓学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド培養系の確立と形質解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 志水太郎、三好正人、朝比奈靖浩、岡本隆一、柿沼 晴
  • 学会等名: 第29回肝細胞研究会
• [学会発表] ヒトiPS細胞を利用したMLL4領域へのB型肝炎ウイルスゲノム挿入による肝発癌メカニズムの解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土屋 淳、三好正人、朝比奈靖浩、岡本隆一、柿沼 晴
  • 学会等名: 第29回肝細胞研究会
• [学会発表] B型肝炎ウイルスのMLL4領域へのintegrationによる発癌メカニズムの解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 土屋 淳、 柿沼 晴、 朝比奈 靖浩
  • 学会等名: JDDW2022/第26回日本肝臓学会大会
• [学会発表] TNFα関連シグナルを介した肝星細胞の活性化調節機構の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、渡壁慶也、三好正人、中川美奈、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第３６回肝類洞壁細胞研究会学術集会
• [学会発表] ヒトiPS細胞を利用したHBV関連肝細胞癌におけるMLL4の機能的意義の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 土屋 淳、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第107回日本消化器病学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた疾患モデル研究による先天性肝線維症の病態解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴
  • 学会等名: 第48回日本小児栄養消化器肝臓学会
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来肝細胞系譜細胞を利用した肝細胞癌発生におけるMLL4の機能解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 土屋 淳、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第57回日本肝臓学会総会
• [学会発表] 疾患モデルの応用を目指したヒトiPS細胞を利用した肝細胞オルガノイドの樹立 (2021)
  • 著者名/発表者名: 志水太郎、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第57回日本肝臓学会総会
• [学会発表] 新規ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド系の構築と肝疾患研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 三好正人、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第25回日本肝臓学会大会
• [学会発表] ヒトiPS細胞培養系を利用したB型肝炎ウイルスゲノム組み込みによる発癌プロセスの解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 土屋 淳、三好正人、紙谷聡英、志水太郎、新田沙由梨、北畑富貴子、渡壁慶也、持田知洋、村川美也子、中川美奈、東 正新、朝比奈靖浩、朝比奈靖浩、岡本隆一、柿沼 晴
  • 学会等名: 第28回肝細胞研究会
• [学会発表] 肝炎診療の進化から肝疾患研究の進歩へ (2021)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴
  • 学会等名: 第28回肝細胞研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Factors associated with HCC development and patients’ survival in patients with an SVR. (2021)
  • 著者名/発表者名: Mina Nakagawa, Sei Kakinuma, Yasuhiro Asahina, et al.
  • 学会等名: JSH International Liver Conference 2021
  • 国際学会
• [産業財産権] ヒト肝細胞オルガノイド作成法 (2023)
  • 発明者名: 朝比奈靖浩、柿沼 晴、三好正人、志水太郎
  • 権利者名: 朝比奈靖浩、柿沼 晴、三好正人、志水太郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2023-089697
  • 出願年月日: 2023
• [産業財産権] ヒト肝細胞オルガノイド作成法 (2023)
  • 発明者名: 朝比奈靖浩、柿沼 晴、三好正人、志水太郎
  • 権利者名: 朝比奈靖浩、柿沼 晴、三好正人、志水太郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2023