| 研究実績の概要 |
本研究では、当研究室で確立したヒトiPS細胞からの機能的膵島形成系において、① 膵島前駆細胞を分離し、これを確実に機能的膵島に成熟させる系の開発② ヒト膵島前駆細胞を無尽蔵に増やす系の開発の二つを行うことで、in vitroでのヒトiPS膵島形成効率を安定化させ、劇的に向上させること、さらにiPS膵島生産コストを大幅に削減することを目的としている。平成28年度は, 内分泌前駆細胞マーカー発現を蛍光でモニタリング可能なiPS細胞を用いて分取した内分泌前駆細胞から, 膵島様構造物を作成する系を樹立した。純化内分泌細胞から作成した膵島様構造物は, 従来法と同様にインスリン, グルカゴンなどを発現する内分泌細胞で構成され, グルコース濃度応答性を持つことを確認した。また純化した内分泌前駆細胞の特徴をマイクロアレイ解析などの手法を用いて調べた。その結果, 内分泌前駆細胞に特徴的な発現変動を示す遺伝子を複数特定した。現在これらの遺伝子発現を指標に分化iPS細胞から分取した細胞の性状解析と分化誘導系の開発を実施している。内分泌前駆細胞に特異的に発現する新規マーカーを特定することができれば, 特殊なiPS細胞を用いずに内分泌前駆細胞を純化することが可能となる。このことで膵島様構造物への未分化細胞混入を防止でき, 分化誘導効率の向上も期待できる。また, 内分泌前駆細胞を無尽蔵に増やすことを目的に, 現在分取した細胞の株化実験, および維持培養系の樹立を行なっている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は研究実施計画に則って研究を進めていく。前年度までに得られた知見を元に, まず膵島前駆細胞の分化過程の解析を進める。内分泌前駆細胞マーカーを用いて分離した細胞が集合塊を形成し、成熟細胞に分化する様子をリアルタイムに観察する。さらに、成熟分化誘導における各タイムポイントで細胞塊を回収し, トランスクリプトーム解析などを用いて内分泌細胞成熟の分子メカニズムにも迫る。またこれらの知見を元に,膵島形成系をさらに改良する。前年度に見出した分離マーカーで前駆細胞を分取した上で、至適な膵島形成条件を検討する。純化細胞のシングルセルでの成熟培養が可能であった場合、各種内分泌細胞を単独で誘導、膵島様構造の形成を可能とする培養系を開発する。可能であれば浮遊培養での大量成熟培養系の構築を行う。さらに, 自己複製する膵島前駆細胞を大量に培養する系を引き続き開発する。不死化遺伝子導入や維持培養系の工夫, たとえばヒト間葉系細胞と共培養することで内分泌前駆細胞マーカー陽性のまま維持増殖可能か検討する。上記の知見を元に、大量培養したヒトiPS細胞由来の膵島前駆細胞から膵島への分化誘導を実施する。
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