腸管上皮－間質ニッチの包括的理解と自己補完的組織培養技術の確立

全面认识肠上皮间质生态位并建立自我互补的组织培养技术

• 批准号: 15J00981
• 负责人: 杉本 真也
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Keio 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 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J00981/
• 关键词: オルガノイド; 腸管上皮幹細胞; 炎症性腸疾患; 粘膜再生治療; 間質細胞

本年度は，前年度までに確立した無血清Wnt3a-Afaminを含む移植細胞培養系と，正常ヒト大腸オルガノイドを免疫不全マウスの大腸へ同所異種移植するマウスモデルを用いて，これまで実験モデルの欠如から困難であったin vivoでのヒト大腸幹細胞の時空間ダイナミクスの検討を行った．また，大動物における内視鏡的なオルガノイド自家移植系の移植手技最適化を行い，安全性を確認した．なお，間質細胞と上皮細胞の共培養系は，がん細胞への間質細胞からのニッチ因子供給を検討する実験にも応用できた（Seino et al. Cell Stem Cell 2018）．大腸がんの遺伝学的細胞系譜解析において確立したCRISPR-Cas9システムによるLGR5遺伝子へのCreERT2のノックインとCre依存的に発現するRainbowレポーターを組み込んだオルガノイドを作成する手法を（Shimokawa et al. Nature 2017），正常大腸オルガノイドへ応用することでヒト腸管上皮のLGR5陽性細胞から産生される子孫細胞のクローンを異なる色で標識することが可能となった．このオルガノイドをマウス腸管へ同所異種移植することにより，ヒト大腸上皮細胞の遺伝学的細胞系譜解析が可能となり，ヒトLGR5陽性幹細胞の自己複製能および多分化能をin vivoにおいてはじめて実証することに成功した（Sugimoto et al. Cell Stem Cell 2018）．これにより，ヒト腸管上皮オルガノイドの移植細胞としての可能性が示され，in vivoでのヒト大腸幹細胞の機能的挙動の観察が可能となったのみならず，この移植モデルと遺伝子改変オルガノイドを組み合わせることで，腸内におけるヒトの腫瘍形成に関する病態理解を進展させる可能性をもつ有用なリソースになるものと考えられる．

は this year, the first annual ま で に establish し た serum-free Wnt3a - Afamin を contain と む transplanted cell culture department, normal ヒ ト e. オ ル ガ ノ イ ド を immune insufficiency マ ウ ス の e. へ with the xenotransplantation す る マ ウ ス モ デ ル を with い て, こ れ ま で be 験 モ デ ル の owe such as か ら difficult で あ っ た in vivo で の ヒ ト e. stem cells when の space ダ イ ナ ミ ク ス の 検 line for を っ た. Youdaoplaceholder0, large animal における endoscopy な ガノ ガノ ガノ ド ド our own transplantation system <s:1> transplantation technique optimization を line また, safety を confirmation た た. な お, mesenchymal cells と epithelial Cell co-culture system in の は, が ん cells へ の mesenchymal cells か ら の ニ ッ チ factor supply を beg す 検 る be 験 に も 応 with で き た (Seino et al. The Cell Stem Cell, 2018). E. が ん の but 伝 learn cell pedigree parsing に お い て establish し た CRISPR - Cas9 シ ス テ ム に よ る LGR5 posthumous son 伝 へ の CreERT2 の ノ ッ ク イ ン と Cre dependent に 発 now す る Rainbow レ ポ ー タ ー を group み 込 ん だ オ ル ガ ノ イ ド を made す る gimmick を (Shimokawa et Al. Nature, 2017), normal e. オ ル ガ ノ イ ド へ 応 with す る こ と で ヒ ト insufflate epithelial の LGR5 positive cells か ら produce さ れ る offspring cell の ク ロ ー ン を different な で る color logo す る こ と が may と な っ た. こ の オ ル ガ ノ イ ド を マ ウ ス insufflate へ with the xenotransplantation す る こ と に よ り, ヒ ト colon epithelial cells の but 伝 learn pedigree resolution が may と な り, の ヒ ト LGR5 positive Stem cells themselves can replicate お よ can を び more differentiation in vivo に お い て は じ め て card be す る こ と に successful し た (Sugimoto et al. J Cell Stem Cell, 2018). こ れ に よ り, ヒ ト insufflate epithelial オ ル ガ ノ イ ド の transplanted cells と し て が の possibility in さ れ, the in vivo で の ヒ ト e. function of stem cells の 挙 move の 観 examine が may と な っ た の み な ら ず, こ の transplantation モ デ ル と heritage 伝 child change - オ ル ガ ノ イ ド を group み close わ せ る こ と で, Intestinal に お け る ヒ ト の swollen sores form に masato す る pathological understanding を progress さ せ る possibility を も つ useful な リ ソ ー ス に な る も の と exam え ら れ る.

项目成果

Gut environments and human colorectal carcinogenesis.

肠道环境和人类结直肠癌发生。

• 发表时间: 2016
• 作者: Toshiro Sato;Shinya Sugimoto;Mami Matano
• 通讯作者: Mami Matano

Stem Cell Research and Treatment: From Bench to Clinical Practice.

干细胞研究和治疗：从实验室到临床实践。

• 发表时间: 2017
• 作者: Makoto Mutaguchi;Makoto Naganuma;Yasushi Iwao;Tomohiro Fukuda;Shinya Sugimoto Kosaku Nanki;Shinta Mizuno;Haruhiko Ogata;Takanori Kanai;Shinya Sugimoto
• 通讯作者: Shinya Sugimoto

Establishment of 3D Intestinal Organoid Cultures from Intestinal Stem Cells

• DOI: 10.1007/978-1-4939-7021-6_7
• 发表时间: 2017-01-01
• 期刊: 3D CELL CULTURE: METHODS AND PROTOCOLS
• 作者: Sugimoto, Shinya;Sato, Toshiro
• 通讯作者: Sato, Toshiro

The impact of establishment of organoid-based orthotopic xenograft model on intestinal stem cell research.

基于类器官的原位异种移植模型的建立对肠道干细胞研究的影响。

• 发表时间: 2017
• 作者: Shinya Sugimoto;Yuki Ohta;Takanori Kanai;Toshiro Sato
• 通讯作者: Toshiro Sato

寛解期潰瘍性大腸炎における腸内・口腔内細菌叢の構成と予後との関連の検討

缓解期溃疡性结肠炎肠道和口腔菌群组成与预后关系的研究

• 发表时间: 2017
• 作者: 大野 恵子;水野 慎大;清原 裕貴;杉本 真也;南木 康作;牟田口 真;中里 圭宏;筋野 智久;長沼 誠;金井 隆典
• 通讯作者: 金井 隆典