Efficient differentiation induction of human iPS cell-derived islet-like organoids by size regulation and its application to diabetes treatment

本研究は、研究代表者と米国Cincinnati Children’s Hospital Medical CenterのJames M. Wellsとの共同研究により、ヒトiPS細胞由来膵島オルガノイドの分化過程におけるサイズ制御を介してインスリン産生細胞への効率的な分化誘導を試みるとともに、ヒトiPS細胞由来膵島オルガノイド移植による1型糖尿病治療を試みるものである。2022年度は、インスリン産生能の高いサイズの膵島オルガノイドの大量作製を目的に、マイクロウェルシートを用いた検討を実施した。アガロースまたはポリジメチルシロキサンを素材とする直径が約600 μmのマイクロウェルを900個有するシートを作製した。これまでと同様の方法でヒトiPS72.3細胞からpancreatic precursorを分化誘導し、マイクロウェルシートに播種することで細胞塊を形成させた。分化終点のStage 7まで培養し、膵島オルガノイドを回収したところ、平均直径が470 μmの均一なサイズを有する膵島オルガノイドを大量作製することに成功した。さらに、作製した膵島オルガノイドにおける遺伝子発現を免疫染色により評価したところ、膵内分泌マーカーであるpdx-1に加えて、インスリンやグルカゴンの高い発現が確認された。また、膵島オルガノイドは、グルコース濃度に応答して効率よくインスリンを産生した。現在、糖尿病モデルマウスへの移植による治療効果を確認中である。本研究で得られた結果は、マイクロウェルシートを用いることでサイズ制御した膵島オルガノイドを大量作製できることを示すものである。本研究に関わる成果は、第22回日本再生医療学会総会などの複数の学会において発表し、関係する内容の一部をBiotechnology Reports誌に公表した。

本研究は、研究代表者と米国Cincinnati Children’s Hospital Medical CenterのJames M. Wellsとの共同研究により、ヒトiPS細胞由来膵島オルガノイドの分化過程におけるサイズ制御を介してインスリン産生細胞への効率的な分化誘導を試みるとともに、ヒトiPS細胞由来膵島オルガノイド移植による1型糖尿病治療を試みるものである。2022年度は、インスリン産生能の高いサイズの膵島オルガノイドの大量作製を目的に、マイクロウェルシートを用いた検討を実施した。アガロースまたはポリジメチルシロキサンを素材とする直径が約600 μmのマイクロウェルを900個有するシートを作製した。これまでと同様の方法でヒトiPS72.3細胞からpancreatic precursorを分化誘導し、マイクロウェルシートに播種することで細胞塊を形成させた。分化終点のStage 7まで培養し、膵島オルガノイドを回収したところ、平均直径が470 μmの均一なサイズを有する膵島オルガノイドを大量作製することに成功した。さらに、作製した膵島オルガノイドにおける遺伝子発現を免疫染色により評価したところ、膵内分泌マーカーであるpdx-1に加えて、インスリンやグルカゴンの高い発現が確認された。また、膵島オルガノイドは、グルコース濃度に応答して効率よくインスリンを産生した。現在、糖尿病モデルマウスへの移植による治療効果を確認中である。本研究で得られた結果は、マイクロウェルシートを用いることでサイズ制御した膵島オルガノイドを大量作製できることを示すものである。本研究に関わる成果は、第22回日本再生医療学会総会などの複数の学会において発表し、関係する内容の一部をBiotechnology Reports誌に公表した。