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腎臓はネフロン前駆細胞、尿管芽、間質前駆細胞という3つの前駆組織の相互作用によって形成される。申請者はこれまでに、マウスの発生学的知見に基づいてマウスES細胞及びヒトiPS細胞からネフロン前駆細胞と尿管芽の試験管内誘導法（腎オルガノイド作製法）を報告してきた。そこで本計画では、３つ目の間質前駆細胞の誘導法を開発し、前2者と組み合わせることによって、分岐構造の周囲に機能ユニットが配置された腎臓本来の高次構造を再構築することを目的とする。これに際してマウスとヒトの種差を解明することによって、ヒトでこれを達成する。さらに移植によって血流・尿路を確保して成熟させ、尿を産生して排出するという腎臓機能をオルガノイドに獲得させる計画である。本年度は以下の研究を行った。
1. ヒト間質前駆細胞の誘導：ヒト腎臓のシングルセル RNAシークエンスデータに基づいて、間質前駆細胞で発現するマーカーやシグナル分子を同定した。この情報をもとにヒトiPS細胞から間質前駆細胞を誘導し、それを遺伝子発現と腎臓構造構築能で検定することによって誘導条件の改善を試みた。
2. 尿管周囲間質細胞の誘導：集合管と尿管の周りの間質の遺伝子発現は大きく異なり、これまでに誘導してきた間質前駆細胞とは異なるもう一つの間質前駆細胞に由来する。これら２つの前駆細胞が中間中胚葉から分離する機構を解明し、尿管周囲の間質の元になる前駆細胞をマウス胎仔から誘導した。これをシングルセル RNAシークエンスで検証することによって誘導法を改良した。
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