ウォルフ管発生の機構解明と試験管内再構成、および人工腎臓作製への応用

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本研究の目的は、次の２つである。１．ウォルフ管の発生メカニズムを明らかにし、得られた知見をもとにヒトiPS細胞から一本のウォルフ管様チューブを誘導する。２．作製したウォルフ管様チューブを用いて後腎や中腎の発生を再現し、尿路を有する腎臓（後腎）オルガノイド、および中腎オルガノイドを作製する。これまでに、ヒトiPS細胞からウォルフ管前駆細胞を経由してウォルフ管オルガノイドを作製する方法を確立した。このウォルフ管オルガノイドは、生体内のウォルフ管同様にGDNFとFGF10に応答して尿管芽様のbud構造を形成し、ヒトiPS細胞由来後腎間葉のネフロン形成を誘導する。2021年度は、尿管芽様budの集合管分化能を検討した。ウォルフ管オルガノイドから尿管芽様budを誘導した後、培養環境から尿管芽誘導因子を除き、アルドステロンとバソプレシンを含む集合管誘導培地で培養した。結果、TFCP2L1陽性尿管芽stalkの状態を経てAQP2陽性主細胞とATP6V1B1/2陽性間在細胞から構成される集合管様組織が得られた。このことから、ウォルフ管オルガノイドは尿管芽を経て集合管へ分化する能力を有することが示唆された。また、本研究で確立した種々の誘導法・培養法の一般性を検証するため、これまでに用いてきたヒト多能性幹細胞株とは別のヒト多能性幹細胞株からウォルフ管、尿管芽、集合管の誘導を行った。いずれの方法も、因子濃度最適化など軽微な変更を行うことで別の細胞株へ適用可能であることがわかり、これらの方法の一般性が示された。