ヒトの多能幹細胞を腸内組織に導いた微分化 in vitro

科学分野:

• 発達生物学 発達生物学について
• 幹細胞生物学 幹細胞生物学
• 胃腸内科 胃腸内科

背景:

• 以前の研究では,多能幹細胞 (PSC) を肝臓肝細胞や臓内分泌細胞などの特定の臓器の細胞タイプにインビトロで成功裏に分化しました.
• 複雑な3次元 (3D) 臓器組織をインビトロで生成することは,翻訳研究にとって重要な障害となっています.

研究 の 目的:

• ヒトのPSCを腸内組織にインビトロで分化するための堅牢で効率的なプロセスを確立する.
• テンポラル・成長因子操作を用いて胚の腸の発達を模倣する.
• 人間の腸の発達と疾患を研究するためのモデルを作成する.

主な方法:

• 成長因子 (アクティビン,FGF,Wnt) の時間的な操作により,PSCの分化が導かれる.
• 胚の発達段階を模倣する:最終的な内皮形成,後部内皮のパターニング,後腸の特異化,形質変異.
• 成長,形態発生,および細胞分化を促進するために,プロ腸内培養システムを利用する.

主要な成果:

• 3Dで生成された腸内オルガノイドは,ポラライズされた柱状の上皮質で,状およびクリプト状の構造に編成されています.
• オルガノイドには,機能的な腸細胞,コップレット細胞,パネス細胞,腸内分泌細胞が含まれていた.
• WNT3AとFGF4は後腸の特異化に,FGF4は形態発生に不可欠であると特定した;NEUROG3は腸内分泌細胞の発達に不可欠である.

結論:

• 人間の腸の幹細胞は,発達過程で新たに形成されます.
• NEUROG3は,ヒトの腸内分泌細胞の in vitro 発達に必要かつ十分である.
• PSCから派生したヒトの腸内組織は,腸の発達と疾患を研究するための新しい道を開きます.