再生医療に貢献。京大が「線毛上皮細胞」を再現

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体内に近いモデル構築

京都大学大学院医学研究科の後藤慎平特定准教授らは、表面に短い毛のような突起が多数並んだ「線毛上皮細胞」の複数細胞間での協調運動を培養皿上で再現した。同細胞は気道に侵入した病原体や異物を除去する機能を持つ。気道内の液流を模した「マイクロ流体気道チップ」上でヒトiPS細胞(人工多能性幹細胞)から気道表面の細胞シートを作製。体内に近いモデルを構築。線毛上皮細胞の機能不全の診断や治療法開発に役立つ。

チップ内で一定の液流負荷をかけることでiPS細胞から気道の線毛上皮細胞へ効率的に分化できた。液流の方向に合わせて線毛上皮細胞の表面のなびく運動方向が揃い、体内と同様に一定方向の液流が保たれた。

表面の動きの方向と逆側で細胞内に発現するたんぱく質「VANGL1」も整列して現れた。

表面の機能不全の原因となる遺伝子がさまざまに変異したiPS細胞から線毛上皮細胞をチップ上で作製すると疾患に伴う多様な運動異常が再現できた。患者の血液細胞からiPS細胞を作り、同様に線毛上皮細胞へ分化すれば個人の病態を詳しく解析することが可能。

多数の候補から変異遺伝子を特定し、効果的な治療法選択や新規治療法の開発などに展開できる。

従来の空気に触れさせる線毛上皮細胞への分化促進では、1細胞の機能は再現できても複数の細胞の協調運動は作れなかった。チップ利用で機能を高めた線毛上皮細胞シートの作製も前進することになり、将来の再生医療に役立つことが期待できる。

日刊工業新聞2021年7月8日

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