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Updated: Sep 17, 2025

Generation of 3D Whole Lung Organoids from Induced Pluripotent Stem Cells for Modeling Lung Developmental Biology and Disease

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Published on: April 12, 2021

メソデルマとエンドデルマの共同発達は,肺と腸のオルガノイドにおけるオルガノタイプの血管化を可能にします

Yifei Miao¹, Nicole M Pek¹, Cheng Tan¹

¹Division of Pulmonary Biology, Perinatal Institute, Cincinnati Children's Hospital Medical Center (CCHMC), Department of Pediatrics, University of Cincinnati College of Medicine, Cincinnati, OH 45229, USA; Center for Stem Cell and Organoid Medicine (CuSTOM), CCHMC, Department of Pediatrics, University of Cincinnati, College of Medicine, Cincinnati, OH 45229, USA; Division of Developmental Biology, CCHMC, Department of Pediatrics, University of Cincinnati, College of Medicine, Cincinnati, OH 45229, USA.

|July 1, 2025

まとめ

この研究では,誘発性多能幹細胞 (iPSC) から血管化オーガノイドを開発し,人間の臓器の発達と疾患をモデル化しました. これらのオルガノイドは臓器特有の血管系を模倣し,内皮と上皮の相互作用を理解するのに役立ちます.

科学分野:

発達生物学
幹細胞生物学
オルガノイド技術

背景:

臓器の発達は複雑な微環境と細胞間の相互作用に依存しています
血管系とメゼンキームの器官特性は,生理学的機能にとって極めて重要です.

研究の目的:

IPSCからメソデームとエンドデームを同分化して血管化された肺と腸のオーガノイドを作ります
骨形態遺伝タンパク質 (BMP) のシグナル伝達が原始細胞の比率を調節する役割を調査する.
臓器特有の遺伝子シグネチャーと内皮特異性を分析する.

主な方法:

誘導された多能幹細胞 (iPSC) がメソダームとエンドダームに共分化する.
遺伝子発現分析のための単細胞RNA配列化 (scRNA-seq).
血管の統合と成熟を評価するために,オルガノイドをマウスに移植する.

主要な成果:

BMPは,組織特異の祖先に対する精密に制御された内皮対中皮比を示します.
sc-RNA配列解析により,臓器特異の内皮細胞と中皮細胞のシグネチャーが特定されました.
血管化されたオルゴノイドは,組織特異的なバリア機能と,アルベオラの形成を含む成熟を強めた.
移植されたオーガノイドがホストの循環に統合され,臓器の特異性を保ち,成熟を促進します.
F1 (FOXF1) 変異の患者で異常な内皮と上皮の交響が確認されました.

結論:

多系オーガノイドはヒトの臓器生殖と病気の研究に強力な基盤を提供します
このモデルは,発達と病理における細胞間のコミュニケーションの調査を容易にする.
この研究は,FOXF1に関連する疾患における内皮質と上皮質の交響に関する洞察を示した.

キーワード:

FOXF1 についてコディフェリエンテーションエンドダーム腸について肺についてメゼンキムメソダーム臓器特異性のある内皮オーガノイド血管化

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