ヒトiPS細胞由来小腸オルガノイドを用いた次世代食品栄養学・食品科学研究の開拓

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オルガノイドは臓器特異的幹細胞ならびにその分化細胞群により構築された、極性を持った三次元構造体であり、in vivoで培養可能なミニ臓器ととらえられている。代表者らはヒト小腸組織から、もしくはiPS細胞から小腸オルガノイドを樹立し、種々の実験に用いた。ヒトiPS細胞を分化させて樹立したオルガノイドは組織由来オルガノイドに比べて未熟とされているが、小腸オルガノイドではそのような差異は見られなかった。ヒト組織のように入手に手間取ることもなく、倫理的なハードルも低く、サンプルの個人差が無いなど、ヒトiPS細胞を用いることには多くの利点が見いだされた。本実験系の最大のハードルは培養コストが高額である点にある。この問題点を解決すべく、Wnt3a、R-spondin1、Noggin、Hepatocyte growth factorの遺伝子をレンチウイルスシステムによりL細胞に同時発現させ、その培養上清を回収し、オルガノイド樹立に供した。その結果、培養コストは1/30以下に抑えることに成功し、比較的利用が容易な実験系となった。さらに従来から用いられているマトリゲルを安価なコラーゲンゲルで代替することにより、コストを1/100程度まで削減することに成功した。ヒトiPS細胞小腸オルガノイドより単層上皮細胞を調製し、これまで多用されてきたヒト小腸様培養細胞Caco2と比較検討を行った。その結果、グルコース取り込み、キロミクロン分泌など重要な小腸機能について、iPS由来細胞がよりin vivoに近い活性を有することを明らかにした。以上の知見を学術論文として公表した。