Regulatory mechanism of intestinal peristalsis using contractile organoids

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21425
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Takahashi Yoshiko 京都大学, 理学研究科, 教授 (10183857)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2024-03-31
• Keywords: 腸蠕動運動 / 振動波 / 腸平滑筋 / カハール介在細胞 / トリ胚

Outline of Final Research Achievements

Gut peristalsis plays pivotal roles in digestion and absorption of ingested materials. During peristaltic movements, it has been thought that interstitial cells of Cajal (ICCs) act as a pacemaker, but how ICCs interact with smooth muscle cells (SMCs) remains largely unknown. In this study, we have developed a novel organoid called “gut contractile organoid”, that is derived from the muscle layer of chicken hind gut. In the organoid, ICCs and SMCs communicate to undergo intercellular synchronization of oscillatory rhythm. Our gut contractile organoids are expected to serve as a useful model to understand how the periodic contraction in the gut is regulated at the molecular and cellular level.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

腸の蠕動運動は、食べた物の消化や吸収にとって不可欠な生理機能である。また多くの腸関連疾患では、蠕動不全を伴うことが知られている。しかしながら、蠕動運動を支える細胞機能のしくみはよくわかっていない。その理由として、ペースメーカーICC細胞と平滑筋との相互作用を解析する手立てが限定的であったことが挙げられる。本研究で確立した新規モデル「腸収縮オーガノイド」では、特にICC細胞の機能を高解像度で解析できることから、蠕動運動研究にとって有効な解析系を提供できたことの意義は高い。蠕動不全を伴う腸疾患の治療開発に向けて新たな道を提供できた可能性がある。