Generation of lung organ derived from rat ES cells in FGF10 deficient mice

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02817
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: Saijo Yasuo 新潟大学, 医歯学系, 教授 (10270828)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笹岡 俊邦 新潟大学, 脳研究所, 教授 (50222005) ; 味岡 洋一 新潟大学, 医歯学系, 教授 (80222610)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 肺再生 / 胚盤胞補完法 / ＥＳ細胞 / 異種間キメラ

Outline of Final Research Achievements

Blastocyst complementation enables the generation of transplantable organs from pluripotent stem cells (PSCs) in animal models. Pancreases and kidneys have been generated from PSCs via blastocyst complementation in rodent models. Here, we report the generation of lungs using mouse embryonic stem cells (ESCs) in aFgf10 Ex1mut/Ex3mut mice via blastocyst complementation. Complementation with ESCs enabled Fgf10-deficient mice to survive to adulthood without abnormalities. Not only the generated lung alveolar parenchyma, but also the interstitial portions　including vascular endothelial cells, vascular and parabronchial smooth muscle cells, and connective tissues were largely originated from the injected ESCs. These data indicated that Fgf10 Ex1mut/Ex3mut blastocysts may provide an organ niche for lung generation, and blastocyst complementation could be applied as a viable approach to generating whole lungs.

Free Research Field

呼吸内科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

臓器移植の最大の課題は、提供臓器が足りないことである。多能性幹細胞由来の肺を作ることが出来れば、この課題は解決可能である。肺を欠損するマウスの発生初期の胚盤胞に、正常なES細胞を注入してマウス産仔を得た。このマウスには正常の肺が発生しており、肺細胞の大部分はＥＳ細胞由来であった。また、このマウスは成獣まで生きることが出来た。この研究は、肺を欠損する動物において多能性幹細胞由来の肺を作り出すことができることを示した研究成果である。この研究を更にすすめ大型動物でヒト多能性幹細胞由来の肺をくつることが理論上可能であることが明らかとなった。