■慶応大、人の腸を「ミニ組織」で再現 新陳代謝が続き組織を長く維持

　慶応大学の佐藤俊朗教授らは人の腸管にある幹細胞を体の外で培養し、実物に近い立体的な「ミニ組織」を作る技術を開発しました。
　人の腸管組織にあるタンパク質から最適な組み合わせを見付けて、生体内に近い培養環境を再現し、細胞の新陳代謝が続いて組織を長く維持できました。培養皿上で、薬の候補物質の効き目などを長期にわたり調べられるようになります。
　研究成果は７日、アメリカの科学誌「セル・ステム・セル」（電子版）に掲載されました。
　腸は食物の消化吸収などをする器官で、その働きの多くを腸の内壁の表面部分にある「腸管上皮」が担っています。腸管上皮には細菌のバリアーとなる粘液の分泌や、食欲や腸管の働きを調整するホルモンの分泌などさまざまな機能が備わっています。それぞれの役割を担う細胞があるものの、長くて約３週間で死に、老廃物として排出されます。
　腸管上皮の幹細胞が増え、上皮のさまざまな細胞に育つことで新陳代謝を維持します。幹細胞は継続的に変化し、自身も枯渇を防ぐために複製します。研究チームはこれまでに人の腸管上皮細胞でミニ組織を作ることに成功していましたが、新陳代謝を再現できないため１週間ほどで機能を失ってしまい、長く維持できませんでした。

　今回、幹細胞の働きを促すタンパク質を見直すなどして培養条件を工夫。従来の培養手法で使っていた特定のタンパク質が細胞の変化を邪魔していることに着目。代わりに人の腸管組織にある10種類のタンパク質の中から、生体内に近い環境を培養液で再現できる組み合わせを探しました。
　その結果、成長ホルモンの一種である「ＩＧＦ―1」と、細胞の増殖を促す「ＦＧＦ―2」の２つのタンパク質が腸管の維持に深くかかわっていることを突き止めました。
　これまでの手法で使っていた特定のタンパク質をこれら２つに置き換えたところ、幹細胞が増え続け上皮のさまざまな細胞に育ちました。作製した腸のミニ組織を電子顕微鏡や遺伝子解析で調べると、人の腸管上皮細胞のほとんどを再現できていました。
　ミニ組織に既存薬をかけると、人の腸と同じように作用することを確認しました。実験では最低でも１年以上、腸管上皮としての機能を維持できました。長く維持できるミニ組織を実験で使えば、薬の候補物質が体内で吸収される過程や、効き目などを長期間追跡できます。動物実験に頼らず、毒性確認や遺伝子解析などが簡単にできる可能性もあります。
　研究チームは今後、腸内細菌や線維芽細胞の再現も目指します。

　２０１８年１２月８日（土）

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