弘前大など、免疫機能を有する高機能化「ミニ腸」の開発に成功

弘前大学、東京農業大学(東農大)、国立成育医療研究センター(NCCHD)の3者は6月27日、ヒトiPS細胞由来の腸管立体臓器「ミニ腸」に組織マクロファージを生着させ、腸管の免疫機能を有する高機能化したミニ腸の開発に成功したことを発表した。

同成果は、NCCHD 研究所 再生医療センターの鶴田覚リサーチアソシエイト(弘前大学 医学研究科 客員研究員兼任)、同・阿久津英憲部長、東農大 食品安全健康学科の岩槻健教授、弘前大大学院 医学研究科 消化器外科学講座の袴田健一教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、米国消化器病学会の刊行する学術誌「Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology」に掲載された。

消化管の中でも腸管は、栄養を吸収する必要があるため、防壁に穴が開いている状態ともいえる。それは飲食物などと一緒に取り込まれた病原性の細菌などに侵入される危険性が常に存在するということを意味する。栄養は通すが細菌は通さないという、強固な関所としての機能を実現するため、日々活躍しているのが免疫細胞たちであり、腸管には体内の免疫細胞のおよそ70％が存在するという報告もある。

そうした腸の研究を進めるため、近年、ヒトの腸管モデルとして試験管の中で幹細胞から作るミニチュアの臓器で3次元化組織(オルガノイド)の研究が世界中で進められており、その1つとしてミニ腸の開発も報告されている。ヒトiPS細胞から作り出された機能的な立体腸管であるミニ腸は、吸収・分泌、蠕動様運動などのヒト腸管の機能を実現しており、複雑な腸の研究に用いられている。

しかし、このようにオルガノイドの研究は進展しているものの、自然免疫まで再現したより生体に近いものまでは実現に至っていないという。ミニ腸もしかりで、自然免疫細胞であるマクロファージによる自然免疫応答の様子までも観察できるようなものはまだ開発されていないとされている。

そこで研究チームは今回、ミニ腸を作製する同一のiPS細胞から単球を作製し、ミニ腸内への移植を行い、その後にマクロファージへの分化を実施することにしたという。その結果、ミニ腸内で正着したマクロファージは、さまざまなサイトカインなどの生理活性物質を分泌し、大腸菌を貪食する機能性も有していることが示されたとする。