ヒトiPS細胞とマイクロ流体デバイスを用いた小腸成熟化機構の解明

ヒトiPS細胞から3次元小腸オルガノイドを分化誘導するプロトコルの最適化を行った。誘導されたオルガノイドは電子顕微鏡下でオルガノイド内腔に微絨毛が確認され、免疫組織化学法でも細胞極性を有した小腸オルガノイドであることが示された。小腸陰窩の幹細胞維持機構にwnt-βカテニン経路が重要であることが知られている。in situ hybridizationでオルガノイドの陰窩に相当する領域にこれらの重要な遺伝子が発現しており、その発現様式はマウスの成体小腸を模したものであった。一方で、幹細胞性の維持に重要なパネート細胞の成熟マーカーの発現は認められなかった。新生児期マウスの小腸パネート細胞のマーカーを同定し、ヒトiPS細胞由来小腸オルガノイドに照らした結果、同オルガノイドはマウスの新生児期に該当する成熟度であると示唆された。同オルガノイドをマウス腎被膜下に移植することで成熟化が促進したことから、至適環境下では成体の小腸へと成熟する能力を有するオルガノイドであることが判明した。新生児小腸から成体小腸へと成熟する機構の解明のため、同オルガノイドを2次元的にマイクロ流体デバイスに播種する方法の最適化を試みた。2次元培養されたヒトiPS細胞由来小腸シートも一定のバリア機能は有するが、再現性高く細胞極性を維持した小腸シートを培養するには、プロトコルのさらなる最適化が必要である。

ヒトiPS細胞から3次元小腸オルガノイドを分化誘導するプロトコルの最適化を行った。誘導されたオルガノイドは電子顕微鏡下でオルガノイド内腔に微絨毛が確認され、免疫組織化学法でも細胞極性を有した小腸オルガノイドであることが示された。小腸陰窩の幹細胞維持機構にwnt-βカテニン経路が重要であることが知られている。in situ hybridizationでオルガノイドの陰窩に相当する領域にこれらの重要な遺伝子が発現しており、その発現様式はマウスの成体小腸を模したものであった。一方で、幹細胞性の維持に重要なパネート細胞の成熟マーカーの発現は認められなかった。新生児期マウスの小腸パネート細胞のマーカーを同定し、ヒトiPS細胞由来小腸オルガノイドに照らした結果、同オルガノイドはマウスの新生児期に該当する成熟度であると示唆された。同オルガノイドをマウス腎被膜下に移植することで成熟化が促進したことから、至適環境下では成体の小腸へと成熟する能力を有するオルガノイドであることが判明した。新生児小腸から成体小腸へと成熟する機構の解明のため、同オルガノイドを2次元的にマイクロ流体デバイスに播種する方法の最適化を試みた。2次元培養されたヒトiPS細胞由来小腸シートも一定のバリア機能は有するが、再現性高く細胞極性を維持した小腸シートを培養するには、プロトコルのさらなる最適化が必要である。