初期胚操作によるES細胞由来固形臓器再生法の開発

利用早期胚胎操作开发ES细胞来源的实体器官再生方法

• 批准号: 07J04301
• 负责人: 小林 俊寛
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J04301/
• 关键词: 臓器再生; 他能性幹細胞; 発生工学; 多能性幹細胞; ES細胞

ES細胞をはじめとした多能性幹細胞から生体で機能し得る臓器を構築することは移植医療におけるドナー不足を解消する上での究極的なゴールの一つである。そこで私は多能性幹細胞が持つ大きな特徴の一つである"キメラ形成能=発生過程への寄与"を利用し、生体内での臓器構築を試みてきた。前年度はマウスiPS細胞を用い、膵臓を欠損するPdx1 KOマウス個体内には注入したマウスiPS細胞由来の膵臓を、腎臓を欠損するSa111 KOマウス個体内にはマウスiPS細胞由来の腎臓を構築することに成功し、臓器再生の原理を示すことができた。この胚盤胞補完法の究極的な目標は、この原理を利用し特定の臓器を欠損させた異種の生体内を使つてヒト多能性幹細胞由来の臓器を作製することである。そのためには注入された多能性幹細胞が異種の胚発生に同調・寄与し、その生体内において機能的な組織、臓器を作り出せるかが重要な点となる。そこで昨年度私は異種間におけるキメラ形成能を確認するため、多能性幹細胞を用いたマウス-ラット間の異種間キメラ作製を試みた。マウス多能性幹細胞をラット胚に、逆にラット多能性幹細胞をマウス胚に注入したところ、マウスおよびラットの多能性幹細胞はお互いの胚発生に寄与し、出生後も生存可能な異種間キメラ形成が可能であり、ほぼすべての組織において注入した異種由来の細胞の存在が確認された。さらに以上2つの知見を組み合わせ、私はラットiPS細胞をPdx1 KOマウスの胚盤胞に注入することで異種間胚盤胞補完法を介してラット膵臓を作出しようと試みた。その結果、Pdx1 KOマウスにおいてラットiPS細胞の寄与が認められた場合、一様にEGFP蛍光を示すラットiPS細胞由来の膵臓を作出することに成功した。以上より、昨年度の成果を総括すると、私は異種の体内を使って胚盤胞補完法により臓器を作出するという原理を証明することに成功した。

利用ES细胞等多能干细胞构建能够在活体内发挥功能的器官是解决移植医学供体短缺的最终目标之一。因此，我一直在尝试利用多能干细胞的主要特征之一，即它们形成嵌合体（对发育过程的贡献）的能力来构建体内器官。去年，我们使用小鼠 iPS 细胞在缺乏胰腺的 Pdx1 KO 小鼠中构建了源自注射小鼠 iPS 细胞的胰腺，并在缺乏肾脏的 Sa111 KO 小鼠中构建了源自小鼠 iPS 细胞的肾脏，他们成功地证明了这一原理。的器官再生。这种囊胚互补方法的最终目标是利用这一原理，使用已删除特定器官的异物来创建源自人类多能干细胞的器官。为此，确定注射的多能干细胞是否能够同步并有助于异源胚胎的发育并在体内产生功能性组织和器官非常重要。去年，我尝试利用多能干细胞在小鼠和大鼠之间创建跨物种嵌合体，以证实不同物种之间形成嵌合体的能力。当小鼠多能干细胞被注射到大鼠胚胎中，反之，大鼠多能干细胞被注射到小鼠胚胎中时，小鼠和大鼠多能干细胞促进彼此的胚胎发育，从而形成跨物种关系，甚至在出生后也能存活嵌合体形成是可能的，并且几乎所有组织中都证实了注射的异种细胞的存在。此外，结合上述两个发现，我尝试通过将大鼠 iPS 细胞注射到 Pdx1 KO 小鼠的囊胚中，通过跨物种囊胚互补来生成大鼠胰腺。结果，当在 Pdx1 KO 小鼠中观察到大鼠 iPS 细胞的贡献时，我们成功地创建了均匀显示 EGFP 荧光的大鼠 iPS 细胞来源的胰腺。总结去年​​的成果，我成功地证明了利用不同物种内部的囊胚互补法制造器官的原理。

项目成果

iPS細胞とBLASTOCYST COMPLEMENTATION を利用した臓器再生法

使用 iPS 细胞和胚泡补充的器官再生方法

• 发表时间: 2009

胚盤胞補完法を利用した多能性幹細胞からの臓器作出

使用囊胚互补法从多能干细胞生产器官

• 发表时间: 2010
• 作者: 五名美江;若原妙子;白木克繁;蔵治光一郎;鈴木雅一;Gomyo Mie・Kuraji Koichiro・Suzuki Masakazu・Kitayama Kanehiro;五名 美江・蔵治 光一郎・春田 泰次・鴨田 重裕・小田 智基・堀田 紀文・鈴木 誠・木村 徳志・五十嵐 勇治・大村 和也・渡邉 良広;小林俊寛
• 通讯作者: 小林俊寛

マウス生体内における多能性幹細胞由来腎臓構築法の確立

小鼠体内多能干细胞源性肾脏构建方法的建立

• 发表时间: 2009
• 作者: 五名美江;若原妙子;白木克繁;蔵治光一郎;鈴木雅一;Gomyo Mie・Kuraji Koichiro・Suzuki Masakazu・Kitayama Kanehiro;五名 美江・蔵治 光一郎・春田 泰次・鴨田 重裕・小田 智基・堀田 紀文・鈴木 誠・木村 徳志・五十嵐 勇治・大村 和也・渡邉 良広;小林俊寛;小林俊寛;小林俊寛;小林俊寛
• 通讯作者: 小林俊寛

遺伝子改変による致死性表現型を持つ動物の繁殖用ファウンダー動物作製法

培育具有致死表型动物的转基因创始人动物生产方法

• 发表时间: 2008

幹細胞を用いた異種間胚胞キメラ動物作成法

利用干细胞的跨物种生发囊泡嵌合动物制作方法

• 发表时间: 2009