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腎臓の元となる細胞を増やすことに成功~腎臓の再生医療に向け前進~

【ポイント】
◆マウスの腎臓前駆細胞※1を試験管内で増やすことに成功した。
◆腎臓前駆細胞の生存期間を生体内に比べ2倍、細胞数を100倍に増幅し、増えた腎臓前駆細胞が腎臓の重要な組織である糸球体と尿細管を形成した。
◆糸球体と尿細管の両方を作る能力を維持したまま腎臓前駆細胞を増やす培養法の報告は世界初。
◆同様の培養法でヒトiPS細胞※2から作成した腎臓前駆細胞を、腎臓組織を作る能力を保ったまま増やすことに成功した。
◆人為的に大量に作成した腎臓細胞の移植や、腎臓組織を体内で再構築させる研究に発展することが期待できる。

 熊本大学発生医学研究所の研究グループ(谷川俊祐助教、西中村隆一教授ら)は、マウス胎仔由来およびヒトiPS 細胞から誘導した腎臓前駆細胞を試験管内で増やす方法を開発しました。
 尿の産生や血圧の調節など生命の維持に必須の器官である腎臓は一度機能を失うと再生しません。胎児期には尿を産生する重要な組織であるネフロン(糸球体※ 3と尿細管)が腎臓前駆細胞から作り出されます。しかし、その細胞は腎臓が出来上がる出生前後に消失してしまうため、そのことが腎臓が再生しない理由の一つとされています。一方、2013 年末に西中村教授らの研究グループはヒトiPS 細胞から腎臓前駆細胞を誘導する方法を報告しました。しかし、これを再生医療へ応用するには、腎臓組織を作る能力を保ちながら前駆細胞を大量に増やす必要があります。
 今回、谷川俊祐助教らは、LIF※ 4、WNT、FGF 及びBMP といった腎臓が作られる際に必要な液性因子を敢えて低い濃度で培養液に加えることによって、マウスの胎仔から単離した腎臓前駆細胞を約20 日間培養し、100 倍に増やすことに成功しました。
増えた細胞は糸球体と尿細管を形成する能力を維持しており、腎臓発生に重要な遺伝子群も保たれていました。ヒトiPS 細胞から作成した腎臓前駆細胞をこの方法で培養したところ約1週間維持され細胞数も増加しました。増えた細胞は、糸球体と尿細管を形成する能力を保っていました。
 本研究は、出生前後には消失する腎臓前駆細胞を、細胞外からの刺激によりネフロンを作る能力を保持しながらより長期に増幅させることを可能にしたものです。
この方法を基に、人為的に大量に作成した腎臓細胞の移植や、腎臓組織を体内で再構築させる研究への発展が期待されます。
 本研究成果は、科学雑誌「Cell Reports」オンライン版に4月14日12:00PM(アメリカ東部時間)【日本時間の4月15日2:00AM】に掲載されました。

※本研究は、米国NCI/NIHのグループとの共同研究です。文部科学省科学研究費補助金、博士課程教育リーディングプログラム(HIGOプログラム)の支援を受けました。

【用語解説】
※1 腎臓前駆細胞:腎臓において尿を産生するネフロン(糸球体と尿細管)という組織を作り出す細胞。尿を流す尿管や腎臓組織の隙間を埋める間質の前駆細胞は別に存在する。
※2 iPS 細胞:皮膚や血液などの体細胞から作られた万能細胞
※3 糸球体:腎臓内で血液から尿をろ過する部位
※4 LIF:ES 細胞の培養に必須の液性因子。一部のiPS 細胞の培養にも用いられて
いる。

【論文名】
Selective in vitro propagation of nephron progenitors derived from embryos and pluripotent stem cells
Cell Reports, in press (2016)
Shunsuke Tanigawa, Atsuhiro Taguchi, Nirmala Sharma, Alan O. Perantoni, and Ryuichi Nishinakamura.

【詳細】プレスリリース本文(PDF 524KB)

 

お問い合わせ
熊本大学発生医学研究所
腎臓発生分野
助教 谷川 俊祐(たにがわ しゅんすけ)
電話:096-373-6617
 E-mail:shunsuke※kumamoto-u.ac.jp
(メール送信の際は※を@に置き換えてください)

 

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