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2018 年度 実績報告書

肝硬変・肝不全治療に向けたヒト体性幹細胞を用いた再生医療の新規基盤づくり

研究課題

研究課題/領域番号 18H02866
研究機関筑波大学

研究代表者

鄭 允文  筑波大学, 医学医療系, 准教授 (80404995)

研究分担者 大河内 信弘  筑波大学, 医学医療系, 客員教授 (40213673)
高井 まどか  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (40287975)
高橋 一広  筑波大学, 医学医療系, 講師 (80794528)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードオルガノイド / 肝不全 / ヒト体性幹細胞 / 再生医療 / 細胞移植
研究実績の概要

羊膜幹細胞(ASC), 間葉系幹細胞(MSC), 血管内皮前駆細胞(EPC), 造血幹細胞(HSC)の単離を行った。ASCにおいて、未分化マーカーの広い発現を確認した。また、Tra1-60やTra1-81などの未分化マーカーは、一部の細胞でのみ発現していた。またALP染色においても、一部の細胞のみが陽性であった。ASCのRNAシークエンスによる網羅的発現解析によって、ASCとES細胞、あるいはASCと肝細胞に共通する遺伝子発現も複数発見された。羊膜については肝分化能や肝細胞との類似性の報告はあるものの、網羅的な解析が行われたことがなく、この結果は肝分化誘導の基礎となるものである。
続いて、機能的な肝オルガノイドの作成を行った。特殊な3DパターンプレートにASCを播種することで、細胞は球状のスフェロイドとなり、生存を保ちつつ細胞の増殖スピードを抑え、長期培養可能であることが確認された。作成した細胞塊は、再度2Dプレートに播種することで、活発に増殖することを確認した。また、羊膜上皮細胞の基礎培養培地においても、3D培養において部分的に肝遺伝子発現の上昇を認めた。
細胞培養による肝分化プロトコルには複数の報告があり、上述の3D培養と組み合わせてその肝分化効率を検討した。特にEGFとDexamethasoneを組み合わせた分化プロトコルにおいて、肝遺伝子発現の上昇が最も効率的に生じることが確認された。
更に共培養してオルガノイドを作成すると、それぞれの細胞は局在を持った立体構造を構築した。また、ICGの取り込み・排泄や、グリコーゲンの貯蔵といった肝機能も獲得した。
移植実験に関しては、重症免疫不全・肝障害ラットに対して、ヒト肝細胞が移植可能であることを確認した。ラットに対するヒト肝細胞移植は今までに報告のない実験系であり、今後のオルガノイド移植の基盤となるものである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ASCの特性解析は完了している。肝オルガノイドの作成はできているが、肝機能に関してはまだ限定的であり、肝分化プロトコルの調整がまだ必要であると考えられるため。

今後の研究の推進方策

より機能的な肝オルガノイドの分化プロトコルの作成については、ASCのRNAシークエンスによる網羅的解析からも、感受性の見込まれる肝分化因子の候補が上がっており、同分子を含むプロトコルを試していく。これと並行して、vivoでの重症免疫不全・肝障害ラットへの移植実験も進めていく。現状において、肝細胞移植の実験系は確立してきており、ヒト羊膜細胞の移植、生着の確認の実験を行っていく方針である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] 中国科学院上海生命科学研究院/江蘇大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      中国科学院上海生命科学研究院/江蘇大学
  • [雑誌論文] Therapeutic Potential of Patient iPSC-Derived iMelanocytes in Autologous Transplantation2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Li-Ping、Li Yu-Mei、Guo Ning-Ning、Li Shu、Ma Xiaolong、Zhang Yi-Xuan、Gao Yimeng、Huang Jian-Ling、Zheng Dong-Xu、Wang Lu-Yuan、Xu Hui、Hui Lijian、Zheng Yun-Wen
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 27 ページ: 455~466.e5

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.046

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Recapitulation of hepatitis B virus-host interactions in liver organoids from human induced pluripotent stem cells2018

    • 著者名/発表者名
      Nie Yun-Zhong、Zheng Yun-Wen、Miyakawa Kei、Murata Soichiro、Zhang Ran-Ran、Sekine Keisuke、Ueno Yasuharu、Takebe Takanori、Wakita Takaji、Ryo Akihide、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 35 ページ: 114~123

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2018.08.014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of Individualized Induced Pluripotent Stem Cells From Fibroblasts of Keloid Lesions in Patients2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Y.-X.、Liu L.-P.、Li M.、Huang J.-L.、Xu H.、Chen X.-D.、Zhu W.-Y.、Cai Y.-P.、Guo N.-N.、Chen Z.-Q.、Zheng Y.-W.、Li Y.-M.
    • 雑誌名

      Transplantation Proceedings

      巻: 50 ページ: 2868~2871

    • DOI

      10.1016/j.transproceed.2018.04.008

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Multiple-Cell Microenvironment in a 3-Dimensional System Enhances Direct Cellular Reprogramming Into Hepatic Organoids2018

    • 著者名/発表者名
      Wang L.-Y.、Liu L.-P.、Ge J.-Y.、Yuan Y.-Y.、Sun L.-L.、Xu H.、Huang P.-Y.、Hui L.-J.、Isoda H.、Ohkohchi N.、Li Y.-M.、Zheng Y.-W.
    • 雑誌名

      Transplantation Proceedings

      巻: 50 ページ: 2864~2867

    • DOI

      10.1016/j.transproceed.2018.03.076

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 胎盤組織由来体性幹細胞を用いた三次元多細胞共培養法による肝性分化誘導の探索2019

    • 著者名/発表者名
      古屋欽司 佐古大輔 鄭東旭 岩崎健一 梁宸 古田智章 葛剣云 劉莉萍 打田慶明 八木洋也 濱田洋実 礒田博子 大河内信弘 鄭允文
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] A novel rat model of fumarylacetoacetate hydrolase deficient rats with severe combined immunodeficiency2019

    • 著者名/発表者名
      葛剣云 張魯狄 古屋欽司 佐古大輔 鄭東旭 梁宸 礒田博子 大河内信弘 惠利健 鄭允文
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] Transcriptomics of Patient iPSC-derived Melanocyte Reveals Promising Target Genes of Melanocyte Loss2019

    • 著者名/発表者名
      鄭東旭 劉莉萍 李遇梅 鄭允文
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] Modeling hepatitis B virus-host interactions in hiPSC derived liver organoids2019

    • 著者名/発表者名
      聶 運中 鄭允文 宮川敬 梁明秀 谷口英樹
    • 学会等名
      第18回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 幹細胞からオルガノイドへと肝再生の道2019

    • 著者名/発表者名
      鄭允文 佐古大輔 古屋欽司 聶運中 八木洋也 濱田洋実 秋本和憲 礒田博子 谷口英樹 大河内信弘
    • 学会等名
      第10回生体表面研究会
  • [学会発表] A triple knockout rat model with liver damage and severe combined immunodeficiency2019

    • 著者名/発表者名
      葛剣云 鄭允文
    • 学会等名
      第30回日本肝臓医生物学研究会
  • [学会発表] RESCUE OF MOUSE ACUTE LIVER FAILURE BY HUMAN LIVER ORGANOIDS GENERATED WITH SINGLE DONOR DERIVED MULTIPLE CELLS.2018

    • 著者名/発表者名
      Nie YZ, Zheng YW, Ogawa M, Kurasawa K, Hirahara F, Miyagi E, Taniguchi H.
    • 学会等名
      International Society for Stem Cell Research (ISSCR)
    • 国際学会
  • [図書] Stem Cells and Cancer in Hepatology: From Essentials to Application.2018

    • 著者名/発表者名
      Zheng YW.
    • 総ページ数
      382
    • 出版者
      ELSEVIER
    • ISBN
      9780128123010
  • [学会・シンポジウム開催] Annual Meeting of International Society for Stem Cell Research (ISSCR) 20182018

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公開日: 2022-12-28  

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