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2021 年度 研究成果報告書

ヒト四肢オルガノイドを用いた種間・部位特異的な骨成長メカニズムの研究

研究課題

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研究課題/領域番号 20K22652
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0702:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

堤 璃水  京都大学, 高等研究院, 特定研究員 (60876241)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
キーワードオルガノイド / 四肢発生 / 形態形成
研究成果の概要

本研究は、マウス、ヒトの全能性幹細胞から肢細胞を分化させ、四肢軟骨の発生、成長過程を三次元培養下で再構築する実験モデル系を確立することで、四肢形態形成過程の細胞挙動の制御を明らかにし、さらにその種間差を明らかにすることを目的とした。これまで肢細胞から培養下で形態形成させる実験系がなかったため、まずマウス胚から得た肢細胞を三次元培養することで、肢の位置情報に応じて細胞がつくる軟骨の数、形状、伸長の仕方を変化させることができるモデル系を確立した。また、ヒト全能性幹細胞を二次元培養、および三次元培養で分化させ、肢間充織が側板中胚葉から発生する形態形成過程を再現するモデル系をつくることに成功した。

自由記述の分野

幹細胞工学、発生生物学、進化生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、三次元培養で四肢形態形成を再構成するモデルを新たに確立するとともに、ヒト肢芽細胞様の細胞を分化させることで、ヒトの四肢形態形成を培養下で再現することに繋がる成果を得た。このことは、以下4点の発展の可能性を切り開くものであったと考えている。(1)四肢発生に関わる分子が、どのような細胞挙動を制御し、それが組織レベルの形態変化に影響を及ぼすのかを明らかにする発生生物学的知見の解明。(2)四肢形態の種ごとの違いを細胞レベルで理解する進化発生学的知見の解明。(3)ヒトの四肢先天異常の原因となる遺伝変異や薬剤の検証モデルの確立。(4)ヒト四肢の欠損に対する移植治療の確立。

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公開日: 2023-01-30  

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