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ゲノム編集とiPS細胞やオルガノイド培養技術を用いたヒトモデル表現型解析系の開発

利用基因组编辑和iPS细胞和类器官培养技术开发人类模型表型系统

基本信息

批准号：
21K18247
负责人：
水口裕之
金额：
$ 16.64万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K18247/
关键词：
ゲノム編集 iPS細胞オルガノイド肝臓腸管

项目摘要

本研究は、ゲノム編集技術とヒトiPS細胞やオルガノイドを用いた細胞分化誘導系を利用して、特定遺伝子のヒトモデルでの表現型解析系の開発を行うことを目的とする。遺伝子組換えマウスの普及は、個々の遺伝子の機能解明研究に“最終的な答え”を提供し、生命科学研究に決定的な貢献をしてきた。しかしながら、遺伝子組換えマウスを用いた研究成果がヒトに外挿できないことも多く、『種差』の問題があった。そこで本研究では、創薬応用の観点からも重要な組織である肝臓と腸管に焦点をあて、ヒト肝発生や肝幹前駆細胞から肝細胞／胆管上皮細胞への分化選別、ヒト腸管幹細胞から腸管上皮細胞への分化過程に関与する各種分子の機能解明、非アルコール性脂肪肝疾（NASH）関連分子であるMAIP1を実証例として、ヒトモデルでの汎用性の高い表現型解析法を確立する。R4年度は、以下の成果を得た。1)昨年度確立したゲノム編集技術が、ヒトiPS細胞だけでなく、ヒトiPS細胞由来肝オルガノイドにおいても適用できることを確認した。2)前年度にTolloid-like1（TLL1）は肝幹前駆細胞から胆管上皮細胞への分化を促進することを明らかにしたが、R4年度はTLL1は肝星細胞から主に産生され、TGFβシグナルの活性化を介して胆管上皮細胞の成熟化に寄与していることを明らかにした。3)ヒトiPS細胞から腸管上皮細胞への分化誘導系やヒト腸管オルガノイドを用いた腸管上皮細胞分化に関わる遺伝子群の機能解析を目的に、オルガノイドの単層培養化等で腸管機能を上昇させる培養条件の検討とRNAseq解析、および化合物を用いた阻害実験を行った。4) 我々が同定したNASH関連分子であるMAIP1の機能解析を進め、Maip1欠損マウスでは絶食誘発性脂肪肝が亢進することを見出した。さらに、MAIP1欠損ヒトiPS細胞由来肝細胞の作製を行った。

The purpose of this study is to develop a phenotypic analysis system for the use of cell differentiation induction systems and specific gene expression systems in iPS cells. The research on the popularization and function interpretation of genetic groups provides the final answer and the decisive contribution to life science research. The research results of the sub-group change are as follows: This study is aimed at clarifying the function of various molecules involved in the differentiation process of intestinal stem cells and intestinal epithelial cells, and demonstrating MAIP1-related molecules in NASH. A high level phenotypic analysis method for the universality of the drug was established. The following results were achieved in R4. 1)This year, we have established that the technology of editing and editing iPS cells is suitable for the development of iPS cells. 2)Tolloid-like1 (TLL1) promotes the differentiation of hepatic stem cells and bile duct epithelial cells in previous years, and TLL1 promotes the production of hepatic stellate cells and the activation of TGFβ and bile duct epithelial cells in R4. 3) The differentiation induction system of iPS cells and intestinal epithelial cells, the functional analysis of gene subgroups related to intestinal epithelial cell differentiation, the analysis of culture conditions, RNAseq analysis, and the use of compounds to inhibit intestinal function. 4)The functional analysis of MAIP1 and MAIP1 related molecules in the same region has been reported. MAIP1 is deficient in iPS cells, which are derived from hepatocytes.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Biliary epithelial cell differentiation of bipotent human liver-derived organoids by 2D and 3D culture.

DOI：
10.1016/j.bbrep.2023.101432
发表时间：
2023-03
期刊：
BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS REPORTS
影响因子：
2.7
作者：
Tong, Yanran;Ueyama-Toba, Yukiko;Mizuguchi, Hiroyuki
通讯作者：
Mizuguchi, Hiroyuki

Comparison of human biopsy-derived and human iPS cell-derived intestinal organoids established from a single individual.

比较从单个个体建立的人类活检来源和人类 iPS 细胞来源的肠道类器官。

DOI：
10.1016/j.dmpk.2022.100482
发表时间：
2023
期刊：
Drug. Metab. Pharmacokinet.
影响因子：
0
作者：
Inui T.;Yamashita T.;Tomita J.;Yokota J.;Kishimoto W.;Nakase H.;Mizuguchi H.
通讯作者：
Mizuguchi H.

高精度な薬物動態評価が可能なMDR1-KOヒト腸管オルガノイドの樹立

建立 MDR1-KO 人肠道类器官，可实现高度准确的药代动力学评估