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ヒトiPS細胞肝芽移植による肝臓再構築に向けた細胞操作技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K08807
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55020:消化器外科学関連
研究機関横浜市立大学

研究代表者

前田 拓志  横浜市立大学, 医学研究科, 客員研究員 (40420822)

研究分担者 上野 康晴  東京大学, 医科学研究所, 特任助教 (60375235)
田所 友美  横浜市立大学, 医学部, 助教 (20507644)
谷口 英樹  東京大学, 医科学研究所, 教授 (70292555)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード肝臓オルガノイド / 移植 / 組織再構築 / 組織再構成 / オルガノイド / 臓器移植 / hiPSC / RNA-Seq / ゲノム編集
研究開始時の研究の概要

本研究は、ヒトiPS細胞肝芽移植による肝臓組織置換技術の確立に向け、ラット/マウス胎仔肝芽の門脈内移植においてホスト肝臓置換プロセスの解析を試み、移植後に生着した胎仔肝芽内の細胞で特徴的に活性化するシグナルを抽出する。抽出された分子群をヒトiPS細胞肝芽において発現誘導し、肝臓内移植における生着・組織再構築に及ぼす影響を確認する。

研究実績の概要

本研究では、実験動物の肝臓内に肝細胞・肝臓オルガノイドを移植した際、ホスト肝臓内で移植細胞の生着・組織置換を誘導するための手法の開発を試みている。

初年度の検討において、独自に確立した免疫不全を背景に持つ高チロシン血症モデルラットを用い、このラットの生存を確保しながら、肝障害を付与するための条件を明らかにしている。本年度は、高チロシン血症モデルラット肝臓内への肝細胞・肝臓オルガノイドの移植方法について至適化を進めるとともに、これらを移植し、再構成された組織の解析をすすめた。高チロシン血症モデルラットの生存を確保しながら、経門脈的に肝細胞・肝臓オルガノイドを移植するための条件を明らかにするとともに、肝細胞・肝臓オルガノイド移植後に再構成された肝臓組織を取得し、組織構築に関するデータ収集を推進した。他方、組織構築促進効果を持つ因子の機能解析に向け、ヒトiPS細胞のゲノム編集系構築を推進した。ヒトAAVS1領域に対して高効率にゲノム編集を実効可能なノックイン用ベクターを構築し、その有益性を確認した。

以上の検討より、組織再構築に有益な因子の機能検証系を確立した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画に沿い、段階的に研究を進めた。初年度に確立した免疫不全を背景に持つ高チロシン血症(肝障害)モデルラットを活用し、このラットの肝臓に肝細胞・肝臓オルガノイドを移植するための手法を確立した。また、上記移植系を用いて肝細胞・肝臓オルガノイドの移植を実施し、遺伝子発現プロファイリングを行った。さらに、遺伝子解析により抽出する因子の機能検証系を確立するため、ヒトiPS細胞を対象とするゲノム編集系を構築した。
本研究の目的達成に必要となる要素技術の開発に概ね成功したことから、本研究の進捗は順調と考えている。

今後の研究の推進方策

今後は、肝障害モデルラットの移植評価系等を活用し、肝細胞・肝臓オルガノイドによる組織再構築過程に寄与する因子の抽出・機能検証を予定している。本年度に確立したヒトiPS細胞を対象とするゲノム編集系を用いることにより、効率良く候補因子の機能を検討する計画である。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Integration of Kupffer cells into human iPSC-derived liver organoids for modeling liver dysfunction in sepsis2024

    • 著者名/発表者名
      Li Yang、Nie Yunzhong、Yang Xia、Liu Yang、Deng Xiaoshan、Hayashi Yoshihito、Plummer Riana、Li Qinglin、Luo Na、Kasai Toshiharu、Okumura Takashi、Kamishibahara Yu、Komoto Takemasa、Ohkuma Takuya、Okamoto Satoshi、Isobe Yumiko、Yamaguchi Kiyoshi、Furukawa Yoichi、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 43 号: 3 ページ: 113918-113918

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2024.113918

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [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 実施状況報告書
    • 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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of experimental salivary gland cancer models using organoid culture and patientderived xenografting.2023

    • 著者名/発表者名
      Aizawa Y, Takada K, Aoyama J, Sano D, Yamanaka S, Seki M, Kuze Y, Ramilowski JA, Okuda R, Ueno Y, Nojima Y, Inayama Y, Hatakeyama H, Hatano T, Takahashi H, Nishimura G, Fujii S, Suzuki Y, Taniguchi H, Oridate N
    • 雑誌名

      Cell Oncol.

      巻: 46 号: 2 ページ: 409-421

    • DOI

      10.1007/s13402-022-00758-6

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 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
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of Urea Cycle Activity by Metabolic Flux Analysis Using Mass Spectrometry2022

    • 著者名/発表者名
      Ueno Yasuharu、Maeda Takuji、Okamoto Satoshi、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Methods Mol Biol.

      巻: 2544 ページ: 129-144

    • DOI

      10.1007/978-1-0716-2557-6_9

    • ISBN
      9781071625569, 9781071625576
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Generation of novel pancreatic cancer organoid recapitulating tumor microenvironment2024

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Tabe, Naoki Tanimizu, Kenta Takeuchi, Yuya Yamamoto, Yasuharu Ueno, Masayuki Ohtsuka, Hideki Taniguchi
    • 学会等名
      19th Annual Academic Surgical Congress(国際学会)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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