ヒトＥＳ／ｉＰＳ細胞からの機能的三次元膵オルガノイド誘導

从人类 ES/iPS 细胞衍生功能性三维胰腺类器官

• 批准号: 15J04542
• 负责人: 土生 正信
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J04542/
• 关键词: 膵オルガノイド; 膵分化誘導; 糖尿病; 再生医療

ES細胞やiPS細胞を用いて膵島細胞を作製し、糖尿病の再生医療を開発するという試みは、過去30年にわたり多くの研究者たちが挑んできた課題である。研究開発の根本理念が「発生研究の知見に基づき、発生過程を培養皿上で再現する」事にある点は共有されており、多能性幹細胞からβ細胞に至る多段階分化ステップがin vitroで再現されてきた。しかし結果として出来たものは“インスリン陽性ではあるがブドウ糖濃度応答性を欠く、再生医療に使えない細胞”に留まっていた。この事は既報の膵発生研究ではβ細胞機能獲得のメカニズムを明らかに出来なかった事を端的に示しているだけでなく、これまでの研究は発生過程を不完全な形でしか再現していない事を示している。上記既存研究の限界を超える為に、胎生期膵形成をより実際に近く再現することを試みた。膵発生は、(1)三次元構造の形態的変化を伴いながら、(2)内分泌細胞は、外分泌細胞とほぼ同時に形成されて終生外分泌組織に囲まれて存在する。従って、β細胞だけでなく、外分泌組織も含んだ立体的膵組織作製を目指す事がより良い機能の獲得に重要であると考えるからである。ヒトES/iPS細胞は発生学上、桑実胚(内部細胞塊)に相当する。本研究では、ここから順序立てて内胚葉、原始腸管、後方前腸、膵決定、膵芽、分枝構造（tip-trunk）、内分泌/外分泌/膵管への分化を再現した。再生医療への応用を考えたときに、量産化という課題が存在し、これを解決する一つのアイデアとして、途中、原腸オルガノイド(三次元立体上皮構造）の段階でexpansionする方法を確立した。引き続き、原腸オルガノイドから、どの組み合わせのモルフォゲンセットが膵運命を決定することができるかを同定することができた。最終的に、内分泌、外分泌、膵管を含めた３上皮成分を同時に立体で誘導することが可能となった。

ES cells and iPS cells were used to treat diabetes, and diabetes regenerative medicine was used to treat diabetes. Over the past 30 years, many researchers in the past 30 years have picked up a lot of research topics. Based on the basic concept of the study, students in the study have learned that they have learned from the basic knowledge, and that they can be seen again on the plate during the course of the study. at the same time, there is a common problem, and the cells of the pluripotent cell cycle from β-cell to multi-stage differentiation cycle have been detected again in in vitro. The results showed that there was no significant difference in the level of glucose in response to sexual deficiency, and the regenerative medicine made it possible to keep the cancer cells. It is not only necessary for the students to study, but also the cell machine can make it clear that the information on the end of the incident is not complete. In the previous study, the limit of the previous study was poor, and the fetal development rate was similar to that of the previous study. The three-dimensional transformation is accompanied by the formation of endocrine cells and exocrine cells, and the formation of endocrine and exocrine cells. The three-dimensional structure of the exocrine tissue, β-cytopathic acid, and exocrine tissue refers to the fact that the good opportunity can be used to obtain important information. The ES/iPS cells are quite different in physiology and morula (internal cells). In this study, endodermis, primordial tubules, posterior anteriors, decisions, buds, branching (tip-trunk), endocrine