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神経血管ネットワークを有するヒトiPS細胞由来高次肝組織の生体内での再構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H02991
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55010:外科学一般および小児外科学関連
研究機関横浜市立大学

研究代表者

小池 直人  横浜市立大学, 医学研究科, 客員教授 (50301081)

研究分担者 田所 友美  横浜市立大学, 医学部, 助教 (20507644)
小林 達哉  横浜市立大学, 医学研究科, 共同研究員 (60837839)
谷口 英樹  東京大学, 医科学研究所, 教授 (70292555)
村田 聡一郎  横浜市立大学, 医学研究科, 客員准教授 (40436275)
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 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2021年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード高次肝組織 / 神経 / 血管 / 門脈域 / ヒトiPS細胞 / 肝細胞索 / 微小血管 / iPS細胞
研究開始時の研究の概要

これまでの研究で肝細胞、血管内皮細胞、間葉系細胞に分化させたhiPS細胞を用いて、体外で肝芽を再生し、それを移植する事により、血管ネットワークを有し障害肝の機能を代償できる高次肝組織を生体内で再構築することに成功した。しかし、胆管、動静脈、神経から成る門脈域を構築し、長期安定な胆汁分泌を再現することができなかった。本研究の概要は、これまでの研究では欠落していた神経の幹細胞を肝芽作成に加えて、ヒト型高次肝組織を生体内において再構築し、組織再構築過程をライブ観察で解析するとともに、組織的に門脈域を有し、胆汁分泌などの高次機能を発揮可能な移植用肝組織の開発への基礎を築くことを目的とする研究である。

研究成果の概要

胆管、血管、神経が伴走する肝の門脈域を構築するため、ヒトiPS細胞由来肝前駆細胞、血管内皮細胞、間葉系幹細胞からなる肝芽を、ヒトiPS細胞由来神経幹細胞より作成した神経線維の上に添加し培養した。その結果、門脈域の細胆管を思わせる神経線維に伴走した突起形成が肝芽に出現した。しかし、蛍光胆汁酸アナログによる毛細胆管の確認や、胆管、肝細胞マーカーの標識で、この突起は神経線維に伴走するヒト型の肝細胞索と思われた。これをマウスクラニアルウインドウ内に移植すると、宿主からの血流を有し、長期生存する微小肝組織が観察された。以上より、神経線維がヒト型の肝実質の形態形成や、その維持に有用であることが推察された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

肝内の自律神経は糖代謝、サーカジアンリズム等に関与する他、肝血流や肝再生に関与しているとも言われている。しかし、神経系の肝発生に関する意義ははっきりしていない。今回の研究で神経線維が肝細胞索などの肝実質の形態、及び生体内でその維持に関与している可能性を示唆する新たな知見を得ることができた。今回の方法でできた神経線維を有するヒト型高次肝組織は、創薬における極めて有用なプラットフォームとなる可能性がある。更にこのモデルが生体内で成熟し長期安定化できれば、肝疾患に対する再生医療に利用可能であり、本研究の究極の目的である絶対的に不足している移植臓器に取って代わる革新的な医療技術となりうると思われる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 9件、 査読あり 8件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 移植医療の未来 ―ヒト iPS 細胞を駆使した再生医療の展望2023

    • 著者名/発表者名
      谷口英樹
    • 雑誌名

      小児内科

      巻: 55 ページ: 857-862

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] PDGF Receptors and Signaling Are Required for 3D-Structure Formation and Differentiation of Human iPSC-Derived Hepatic Spheroids.2023

    • 著者名/発表者名
      3.Syusaku Tsuzuki Tomoyuki Yamaguchi Takashi Okumura Toshiharu Kasai  and Hideki Taniguchi
    • 雑誌名

      Int.J.Mol.Sci.

      巻: 24(8) 号: 8 ページ: 7075-7075

    • DOI

      10.3390/ijms24087075

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Incorporation of human iPSC-derived stromal cells creates a pancreatic cancer organoid with heterogeneous cancer-associated fibroblasts2023

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Kenta、Tabe Shunsuke、Takahashi Kenta、Aoshima Kenji、Matsuo Megumi、Ueno Yasuharu、Furukawa Yoichi、Yamaguchi Kiyoshi、Ohtsuka Masayuki、Morinaga Soichiro、Miyagi Yohei、Yamaguchi Tomoyuki、Tanimizu Naoki、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 号: 11 ページ: 113420-113420

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.113420

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stabilized generation of human iPSC-derived liver organoids using a modified coating approach2022

    • 著者名/発表者名
      Kamishibahara Yu、Okamoto Satoshi、Ohkuma Takuya、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Biology Methods and Protocols

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1093/biomethods/bpac034

    • 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] In vitro elastic cartilage reconstruction using human auricular perichondrial chondroprogenitor cell?derived micro 3D spheroids2022

    • 著者名/発表者名
      Oba Takayoshi、Okamoto Satoshi、Ueno Yasuharu、Matsuo Megumi、Tadokoro Tomomi、Kobayashi Shinji、Yasumura Kazunori、Kagimoto Shintaro、Inaba Yutaka、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Journal of Tissue Engineering

      巻: 13 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1177/20417314221143484

    • 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] Transhiatal bilateral thoracic duct ligation for duplicated thoracic duct injury after esophagectomy: a case report2022

    • 著者名/発表者名
      Komatsuzaki Shuhei、Hisakura Katsuji、Ogawa Koichi、Akashi Yoshimasa、Kim Jaejeong、Moue Shoko、Miyazaki Yoshihiro、Furuya Kinji、Doi Manami、Owada Yohei、Shimomura Osamu、Ohara Yusuke、Takahashi Kazuhiro、Hashimoto Shinji、Enomoto Tsuyoshi、Koike Naoto、Oda Tatsuya
    • 雑誌名

      Surgical Case Reports

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40792-022-01567-7

    • 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] Mechanical guidance of self-condensation patterns of differentiating progeny2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki Takahisa、Shimokawa Yuko、Koike Hiroyuki、Kimura Masaki、Kawano Yuma、Okuma Nao、Kawamura Ryuzo、Yoneyama Yosuke、Furuichi Yasuro、Hakuno Fumihiko、Takahashi Shin-Ichiro、Nakabayashi Seiichiro、Okamoto Satoshi、Nakauchi Hiromitsu、Taniguchi Hideki、Takebe Takanori、Yoshikawa Hiroshi Y.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 10 ページ: 105109-105109

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105109

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of the nervous system in mouse liver.2022

    • 著者名/発表者名
      Koike N, Tadokoro T, Ueno Y, Okamoto S, Kobayashi T, Murata S, Taniguchi H
    • 雑誌名

      World Journal of Hepatology

      巻: 14 号: 2 ページ: 386-399

    • DOI

      10.4254/wjh.v14.i2.386

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dorso-ventral heterogeneity in tracheal basal stem cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Tadokoro T, Tanaka K, Osakabe S, Kato M, Kobayashi H, Hogan BLM, Taniguchi H.
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 10 号: 9

    • DOI

      10.1242/bio.058676

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 固形臓器の再構成には何が必要か?2024

    • 著者名/発表者名
      谷口英樹
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 血管-上皮の相互作用に基づく組織再構成2024

    • 著者名/発表者名
      谷水 直樹、Carolina Erica、奥村 歩、青嶋 研治、露木 泰地、谷口 英樹
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Integration of Kupffer cells to hiPSC-derived liver organoids for modeling septic liver dysfunction2024

    • 著者名/発表者名
      聶 運中、李 楊、谷口 英樹
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 臓器形成メカニズム解析に向けた発生プロセスの3次元的理解2024

    • 著者名/発表者名
      久世 祥己、谷口 英樹
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 体外灌流を用いたヒト臓器創出への挑戦―ヒト iPS 細胞オルガノ イドの新展開―2023

    • 著者名/発表者名
      谷口英樹
    • 学会等名
      第49回日本臓器保存生物医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 孤立性再発胆道癌に対する放射線療法の経験2023

    • 著者名/発表者名
      小池直人、大島祐二、川上浩幸
    • 学会等名
      第59回日本胆道学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 当科における消化管GISTに対する手術加療例の検討2023

    • 著者名/発表者名
      小池直人、大島祐二、武内俊章、岡田晃一郎、池口文香、有田誠司、笹井大督
    • 学会等名
      第85回臨床外科学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒトiPS細胞オルガノイドを用いた新規肝疾患治療法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      谷口英樹
    • 学会等名
      第115回日本消化器病学会四国支部例会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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