移植可能な腎オルガノイドの構築

腎臓オルガノイドは、創薬毒性試験や疾患モデル、さらには移植用組織として期待されているが、現状では尿排泄経路と血管網が未整備で、局所的かつ不完全な腎構造の再現に止まる。原因としては、腎臓の３種類の前駆細胞のうち、ストローマ前駆細胞の拡大培養法が未確立であることと、尿排泄経路と血管網を適切に制御して構築しようとする工学的な視点に立ったアプローチがほとんどないことにある。本研究は、工学的・生物学的な知見とアプローチの融合により、３種類の腎前駆細胞の自己組織化を制御することで、尿排泄経路と血管網を備えた移植可能な腎オルガノイドの構築を目指す。具体的には、我々が樹立した腎ストローマ前駆細胞を標識可能なFoxd1-GFP hiPS細胞を用いることで、腎ストローマの表面マーカー不足という問題を克服し、効率的に分化誘導・拡大培養法の開発を行う。これにより、高純度・高品質・高効率な前駆細胞の供給を実現する。さらに、微細加工技術を駆使して工学的に自己組織化を制御・最適化することで、尿排泄経路と血管網を備えた移植可能な腎オルガノイドを構築する。胎児期の腎臓の異所移植による成熟化と尿排泄が報告されていることから、本研究の目指す精緻な腎オルガノイドは創薬・疾患モデルのみならず再生医療への応用が大いに期待される。これまで、腎ストローマ前駆細胞の維持拡大培養法の開発に取り組んできた。Foxd1-GFPマウスを使い、胎児から腎ストローマ前駆細胞を単離して実験を行った。適切な増殖因子、小分子化合物を組み合わせることで、未分化・分化マーカーの遺伝子発現パターンをある程度維持しつつ増殖させることに成功した。さらに、Foxd1-GFP hiPS細胞から腎オルガノイドを分化誘導し、そこからGFP+細胞を分取し、同じ培養条件で培養すると、Foxd1-GFPの発現を維持したまま数継代培養可能であることがわかった。

腎臓オルガノイドは、創薬毒性試験や疾患モデル、さらには移植用組織として期待されているが、現状では尿排泄経路と血管網が未整備で、局所的かつ不完全な腎構造の再現に止まる。原因としては、腎臓の３種類の前駆細胞のうち、ストローマ前駆細胞の拡大培養法が未確立であることと、尿排泄経路と血管網を適切に制御して構築しようとする工学的な視点に立ったアプローチがほとんどないことにある。本研究は、工学的・生物学的な知見とアプローチの融合により、３種類の腎前駆細胞の自己組織化を制御することで、尿排泄経路と血管網を備えた移植可能な腎オルガノイドの構築を目指す。具体的には、我々が樹立した腎ストローマ前駆細胞を標識可能なFoxd1-GFP hiPS細胞を用いることで、腎ストローマの表面マーカー不足という問題を克服し、効率的に分化誘導・拡大培養法の開発を行う。これにより、高純度・高品質・高効率な前駆細胞の供給を実現する。さらに、微細加工技術を駆使して工学的に自己組織化を制御・最適化することで、尿排泄経路と血管網を備えた移植可能な腎オルガノイドを構築する。胎児期の腎臓の異所移植による成熟化と尿排泄が報告されていることから、本研究の目指す精緻な腎オルガノイドは創薬・疾患モデルのみならず再生医療への応用が大いに期待される。これまで、腎ストローマ前駆細胞の維持拡大培養法の開発に取り組んできた。Foxd1-GFPマウスを使い、胎児から腎ストローマ前駆細胞を単離して実験を行った。適切な増殖因子、小分子化合物を組み合わせることで、未分化・分化マーカーの遺伝子発現パターンをある程度維持しつつ増殖させることに成功した。さらに、Foxd1-GFP hiPS細胞から腎オルガノイドを分化誘導し、そこからGFP+細胞を分取し、同じ培養条件で培養すると、Foxd1-GFPの発現を維持したまま数継代培養可能であることがわかった。