胚性幹(ES)細胞から長く伸びる腸管をつくる

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マウス胚性幹細胞から胚様体を作り、消化管様の細胞塊(ES-gut)を分化させ、その自動能とカハールの間質細胞(ICC)やgap junctionの分化度について調べた。ICCやgap junctionは免疫染色や電子顕微鏡で調べた。運動は、倒立顕微鏡下でビデオ記録をして頻数を解析した。その結果、3週間の付着培養をしたES-gutではICCのネットワークやgap junctionがよく分化し、そのようなES-gutでは蠕動様の運動を14-15回/分程度の頻数で起こすことがわかった。さらに世界で初めてこのICCのペースメーカー電位と思われる典型的なプラトー電位を記録することができた。このことは形態学的な検証のみならず生理機能の検証もできたことを意味する。ついでICCのペースメーカー電位の発生機序には細胞内Ca^<2+>ハンドリング機構が関与すると正常マウス消化管ではいわれているので、このES-gutのペースメーカー細胞内でCa^<2+>オッシレーションが起こっているかどうか?さらに起こっているとするとどのように伝播していくか?を明らかにするために、Ca^<2+>イメージングを行った。その結果、ドーム状のES-gut(直径は1mm以下)ではL-型Ca^<2+>チャネルブロッカー存在下でも、全体に伝播するCa^<2+>オッシレーションを記録することができた。しかも、このCa^<2+>オッシレーションの始発部位ではカハールの間質細胞群の分化が認められた。また、付着培養3週間のES-gutでPGP9.5やニューロフィラメントの免疫染色を行ってみたところ、免疫陽性細胞はほとんどみられず、壁内神経系の十分な分化は確認できなかった。逆に言えば、このES-gutの運動は蠕動様の運動ではあるが内容物の運搬を伴う真の蠕動運動でないのかもしれない。今後は真の蠕動運動を起こすES-gutの作成を試みたい。