同所移植可能なiPS細胞由来ヒト唾液腺オルガノイドの作出

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H03838
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 田中 準一 昭和大学, 歯学部, 講師 (40710166)
• 研究分担者: 安原 理佳 昭和大学, 歯学部, 講師 (20453649) ; 大庭 伸介 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (20466733) ; 美島 健二 昭和大学, 歯学部, 教授 (50275343) ; 辻 孝 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50339131) ; 馬渕 洋 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (50424172) ; 行森 茜 昭和大学, 歯学部, 助教 (60813748) ; 桐田 忠昭 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70201465) ; 鯨岡 聡子 昭和大学, 歯学部, 助教 (90824673)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 唾液腺 / iPS細胞 / オルガノイド / 移植

研究実績の概要

本研究では、独自に開発したマウスES細胞由来唾液腺の分化誘導技術を改変し、ヒトiPS細胞よりヒト唾液腺オルガノイドの誘導、および同所移植による臓器の代替の実現を目的とした。
研究成果としてはヒトiPS細胞より低分子化合物と成長因子を用いて口腔粘膜様組織を介して唾液腺オルガノイドを誘導することに成功した。誘導したヒト唾液腺オルガノイドは遺伝子発現パターンや組織学的な構造が胎生期唾液腺と極めて類似していた。また誘導したヒト唾液腺オルガノイドを免疫不全マウスの唾液腺切除部位に移植することでヒト唾液腺オルガノイドがマウスに生着することも明らかとなった。
さらにこのマウス唾液腺発生に重要なSox9遺伝子がヒト唾液腺発生についても重要か否かについて、ヒト唾液腺オルガノイドを用いて解析した。薬剤誘導性にSOX9遺伝子抑制が可能なヒトiPS細胞株を樹立し、ヒトiPS細胞から唾液腺への誘導過程でSOX9遺伝子を抑制することで有意に唾液腺誘導効率が低下することが明らかとなった。
本研究で開発した移植可能なヒト唾液腺オルガノイドの作出により、唾液腺障害に対する再生医療への応用や、今まで困難であった唾液腺の病態解析において極めて有用なツールとなることが予想される。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Induction of salivary gland-like cells from epithelial tissues transdifferentiated from mouse embryonic fibroblasts (2022)
  • 著者名/発表者名: Katada Ryogo、Tanaka Junichi、Takamatsu Koki、Hata Kenji、Yasuhara Rika、Ohnuma Shintaro、Takakura Ikuko、Nishimura Riko、Shirota Tatsuo、Mishima Kenji
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 586 ページ: 55～62
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.11.064
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Aging-associated stem/progenitor cell dysfunction in the salivary glands of mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Takamatsu Koki、Tanaka Junichi、Katada Ryogo、Azuma Kotaro、Takakura Ikuko、Aota Keiko、Kamatani Takaaki、Shirota Tatsuo、Inoue Satoshi、Mishima Kenji
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 巻: 409 ページ: 112889～112889
  • DOI: 10.1016/j.yexcr.2021.112889
• [雑誌論文] Structure of junctional epithelium is maintained by cell populations supplied from multiple stem cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Keisuke、Tanaka Junichi、Aizawa Ryo、Kato-Tanaka Mayu、Ueno Hiroo、Mishima Kenji、Yamamoto Matsuo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: -
  • DOI: 10.1038/s41598-021-98398-7
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Exploring the mechanism of hyperpermeability following glycocalyx degradation: Beyond the glycocalyx as a structural barrier (2021)
  • 著者名/発表者名: Abe Kyoko、Tanaka Junichi、Mishima Kenji、Iijima Takehiko
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 16 ページ: -
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0252416
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Cdc42 has important roles in postnatal angiogenesis and vasculature formation (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Yuko、Yamada Atsushi、Akimoto Yoshihiro、Abe Kyoko、Matsubara Sachie、Hayakawa Junri、Tanaka Junichi、Kinoshita Mitsuhiro、Kato Tadashi、Ogata Hiroaki、Sakashita Akiko、Mishima Kenji、Kubota Yoshiaki、Kawakami Hayato、Kamijo Ryutaro、Iijima Takehiko
  • 雑誌名: Developmental Biology 巻: 477 ページ: 64～69
  • DOI: 10.1016/j.ydbio.2021.05.002
• [雑誌論文] Application of regenerative medicine to salivary gland hypofunction (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Junichi、Mishima Kenji
  • 雑誌名: Japanese Dental Science Review 巻: 57 ページ: 54～59
  • DOI: 10.1016/j.jdsr.2021.03.002
• [学会発表] 多能性幹細胞由来唾液腺オルガノイドの誘導とその応用可能性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田中準一
  • 学会等名: 日本臨床口腔病理学会
  • 招待講演
• [学会発表] 学会奨励賞受賞講演 (Generation of orthotopically functional salivary gland from embryonic stem cell) (2021)
  • 著者名/発表者名: 田中準一
  • 学会等名: 日本臨床口腔病理学会
  • 招待講演