研究分野の概略

肝臓や膵臓の発生メカニズムの理解と各種構成細胞の分離・培養技術を基盤として、ヒトiPS細胞から機能的な肝臓や膵臓の組織を分化誘導・構築する培養系の開発を進めることで、再生医療や創薬に貢献します。

研究内容の紹介

発生原理の理解にもとづく、ヒトiPS細胞からの肝臓・膵臓の細胞分化誘導と組織構築

iPS細胞を使った再生医療や創薬研究には、細胞分化誘導系および組織構築系の開発が必須です。肝臓は代謝や解毒の中心器官であり、その諸機能を担う肝実質細胞(肝細胞)は、胎児期の肝前駆細胞(肝芽細胞)より発生します。肝芽細胞は、内皮細胞や間葉系細胞と共に肝臓原基を形成し、それら細胞間での有機的な相互作用をつうじて機能的に成熟した肝臓が形作られます。当研究室では、肝芽細胞をはじめ肝臓を構成する各種細胞を同定・分離・培養するシステムを開発し、それらの性状や細胞間相互作用の分子的実態の解析を行うことで、肝臓の発生メカニズムの解明に取り組んできました。こうした知見にもとづき、肝臓の発生過程を模倣することで、ヒトiPS細胞から機能的な肝臓の細胞分化・組織構築を実現する培養系の開発を行っています。同様に、ヒトiPS細胞からインスリン産生細胞を含む膵島様構造体を構築することにも成功しています。こうしたiPS細胞からの細胞分化・組織構築の技術を用いてin vitro病態モデルの開発や創薬研究を行うとともに、再生医療への展開を目指しています。

私たちはヒトiPS細胞から肝前駆細胞、類洞内皮細胞、星細胞の効率的な分化誘導系を樹立しました。細胞は特徴的な表現型を示し、iPS細胞由来の非実質細胞は、肝前駆細胞の増殖や分化を促進しました。これらの細胞は、機能的肝組織構築に有用であり、創薬研究、毒性試験、疾患モデルへの応用が期待されます (Kido et al., Stem Cell Reports 2015, Koui et al., Stem Cell Reports 2017)。

最近の研究成果

論文一覧

  1. Saijou E, Enomoto Y, Matsuda M, Yuet-Yin Kok C, Akira S, Tanaka M, Miyajima A. Neutrophils alleviate fibrosis in the CCl(4)-induced mouse chronic liver injury model. Hepatol Commun. 2018 Apr 12;2(6):703-717. doi: 10.1002/hep4.1178.
  2. Enomoto Y, Takagi R, Naito Y, Kiniwa T, Tanaka Y, Hamada-Tsutsumi S, Kawano M, Matsushita S, Ochiya T, Miyajima A. Identification of the novel 3' UTR sequences of human IL-21 mRNA as potential targets of miRNAs. Sci Rep. 2017 Aug 10;7(1):7780. doi: 10.1038/s41598-017-07853-x.
  3. Koui Y, Kido T, Ito T, Oyama H, Chen SW, Katou Y, Shirahige K, Miyajima A. An in vitro human liver model by iPSC-derived parenchymal and non-parenchymal cells. Stem Cell Reports. 2017 Aug 8;9(2):490-498. doi: 10.1016/j.stemcr.2017.06.010.
  4. Kido T, Koui Y, Suzuki K, Kobayashi A, Miura Y, Chern EY, Tanaka M, Miyajima A. CPM is a useful cell surface marker to isolate expandable bi-potential liver progenitor cells derived from human iPS cells. Stem Cell Reports. 2015 Oct 13;5(4):508-15. doi: 10.1016/j.stemcr.2015.08.008.
  5. Miyajima A, Tanaka M, Itoh T. Stem/progenitor cells in liver development, homeostasis, regeneration, and reprogramming. Cell Stem Cell. 2014 May1;14(5):561-74. doi: 10.1016/j.stem.2014.04.010.
  6. Saito H, Takeuchi M, Chida K, Miyajima A. Generation of glucose-responsive functional islets with a three-dimensional structure from mouse fetal pancreatic cells and iPS cells in vitro. PLoS One. 2011;6(12):e28209. doi: 10.1371/journal.pone.0028209.
  7. Tanimizu N, Nishikawa M, Saito H, Tsujimura T, Miyajima A. Isolation of hepatoblasts based on the expression of Dlk/Pref-1. J Cell Sci. 2003 May 1;116(Pt 9):1775-86.
  8. Kamiya A, Kinoshita T, Ito Y, Matsui T, Morikawa Y, Senba E, Nakashima K, Taga T, Yoshida K, Kishimoto T, Miyajima A. Fetal liver development requires a paracrine action of oncostatin M through the gp130 signal transducer. EMBO J. 1999 Apr 15;18(8):2127-36.
宮島 篤 特任教授
Atsushi Miyajima
理学博士
伊藤 暢 特任准教授
Tohru Itoh
博士(理学)
デフォルト画像
木戸 丈友 特任助教
Taketomo Kido
博士(農学)