インユーテロ幹細胞移植による動物体内を利用したヒト血液・臓器作出

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移植可能な臓器を患者自身の細胞から産生することは再生医療の重要な目標の一つである。臓器欠損動物の胚盤胞期胚に正常多能性幹細胞をインジェクションする臓器作出する「胚盤胞補完法」で、キメラ動物体内に膵臓・腎臓などの産生が報告されている。しかしながら、ヒトへ応用するにあたって、キメラ形成能のあるヒトiPS細胞が樹立できていない。あるいはヒト細胞が動物の神経や生殖線に寄与してしまうことを懸念する倫理的問題の解決が必要である。本研究では、血液あるいは臓器欠損マウス胎仔に分化運命の決定している前駆細胞を局所的に移植する方法で動物体内での臓器作出が可能かどうかを検証する。ゲノム編集技術により、造血幹細胞の分化・増殖に関与している遺伝子のノックアウトを試みたところ、すべての胎仔の標的遺伝子はノックアウトされていた。そして、血液欠損マウス胎仔に異系統（GFP系統）由来の造血幹細胞をインユーテロ移植したところ、移植が成功していない場合は、胎仔は出産直に発生停止したが、移植が成功していた胎仔は2ヶ月後でも生存していた。また、そのマウスの血液はGFP蛍光を示しており、異系統由来の血液を補完することに成功した。赤血球、血小板、単球、リンパB細胞、リンパT細胞はGFP蛍光を示し、赤血球だけではなく免疫細胞についても異系統間での補完に成功した。そして、免疫不全マウス（B細胞T細胞欠損）にラット造血幹細胞（赤色蛍光）を移植したところ、ラットT細胞がマウス体内で補完されていた。また、ラット由来の赤血球、血小板も産生されていた。現在、異種間（ラット体内でのマウス血液産生）を目指した研究をすすめており、ラットにおいても遺伝子のノックアウト、インユーテロ移植が可能であることがわかってきている。その研究の基礎的な研究として、材料に用いるラット1細胞期胚のガラス化保存法の開発にも成功している。