広報活動

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2016年4月2日

理化学研究所
(株)オーガンテクノロジーズ
北里大学

マウスiPS細胞から皮膚器官系の再生に成功

-難治性皮膚、脱毛疾患への応用に期待-

再生皮膚器官系から分離した再生毛包の皮下移植の図

図 再生皮膚器官系から分離した再生毛包の皮下移植

複数の細胞が集まって一つの機能を発現するものを「器官」、複数の器官が集まって三次元構造を作るものを「器官系」と呼びます。器官系には消化器系や呼吸器系などがあります。皮膚は、外側から上皮層、真皮層、皮下脂肪層の3層で構成され、さらに、毛包、皮脂腺、汗腺などの「皮膚付属器」が複雑な三次元構造を作る「皮膚器官系」であり、体表面全体を覆う巨大な器官系です。皮膚に関わる疾患には、外傷や熱傷だけでなく、先天性乏毛症や脱毛症、分泌腺異常などがあります。これらの治療法として再生医療を適用することが期待されていますが、皮膚器官系は非常に複雑なため、完全な再生は実現していません。理研の研究者を中心とする共同研究グループは、皮膚疾患に対する新たな再生治療法を確立するため、iPS細胞から皮膚器官系を形成する技術の開発を目指しました。

共同研究グループは、マウスiPS細胞から胚様体(EB)と呼ばれる凝集塊を形成させ、複数個のEBを埋め込んだコラーゲンゲルをマウス生体へ移植して、さまざまな上皮組織を形成する「CDB法」を開発しました。CDB法を用いると、iPS細胞を単独で移植した場合や、単一のEBを移植した場合に比べて、多種類の上皮組織を形成できました。詳しい解析の結果、形成された上皮組織には、天然の皮膚と同様に、皮膚付属器を持つ皮膚器官系が再生されていることが分かりました。さらに、このiPS細胞由来の皮膚器官系から毛包を含む「再生皮膚器官系ユニット」を分離し、別のマウス皮下へ移植したところ、移植組織はがん化することなく生着し、末梢神経や立毛筋などの周囲組織と接続して、機能的な毛包を含む皮膚器官系を再生することも示しました(図)。

現在世界中で、iPS細胞を利用した再生医療の研究が盛んに行われていています。理研においても、2014年にiPS細胞から作製した網膜細胞のシートを加齢黄斑性変性患者に移植することに成功しています。今回、共同研究グループは、CDB法を開発したことによって、iPS細胞から1種類の細胞や1つの器官だけでなく、器官系を一体的に形成することに成功しました。今後、ヒトへの臨床応用への発展が期待されますが、そのためには、生体内移植によって移植物が未分化の細胞や他の組織を形成することなく、生体外で皮膚器官系を再生する手法へ発展させることが必要です。本研究は、将来、外傷や熱傷に侵された皮膚の完全な再生に加え、先天性乏毛症、深刻な脱毛症、皮膚付属器官に関する疾患の治療法の開発につながると期待できます。

理化学研究所
多細胞システム形成研究センター 器官誘導研究チーム
チームリーダー 辻 孝 (つじ たかし)
(東京理科大学客員教授、北里大学医学部客員教授、東京歯科大学客員教授)