尿管芽の発生モデル構築と分化誘導への応用

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本研究計画で誘導目標としていた尿管芽細胞およびその前駆細胞のマーカー遺伝子を、遺伝子改変マウスを用いて実施したマイクロアレイ解析により抽出した。さらにこのアレイデータを用いて、尿管芽発生の後期課程の分化に必要と考えられる候補因子を抽出した。次に、実際にマウス胎仔の尿管芽前駆細胞をインビトロで候補因子の存在下に培養し、同定したマーカー遺伝子の発現変化を定量的に解析することにより、尿管芽の前駆細胞の分化誘導に必要となる因子の濃度と組み合わせを決定した。この実験系によって尿管芽の後期発生過程である、胎生8.5日目の中間中胚葉から胎生10.5日目の尿管芽までの成熟分化に必要な因子が確定できた。さらに、この胎生8.5日目の胎仔中間中胚葉から誘導した尿管芽細胞を後腎間葉との共培養アッセイによって機能評価を行い、実際に胎仔本来の尿管芽と同様に分岐形成能を保持していることを確認した。また、この誘導尿管芽は後腎間葉に含まれるネフロン前駆細胞を維持する能力と分化させる能力を有しており、尿管芽と後腎間葉における双方の幹細胞を互いに維持するという特性も確認することができた。続いて、マウスES細胞から胎生8.5日目の胎仔中間中胚葉相当の細胞を分化誘導しうる条件の検討を開始した。これまでに既に確立している後腎間葉細胞の分化誘導プロトコルを参考に、尿管芽系譜に合わせて一部改変しながら誘導条件の最適化を進めている。