도쿄 의과 치과 대학의 무부 귀칙 교수의 연구 그룹은 신시내티 소아 병원과의 공동 연구로 태내에서 간, 담, 췌장 영역이 발생하는 과정을 모방함으로써 세계에 앞서 인간 iPS 세포로부터 연속 여러 (간, 담, 췌장) 장기를 동시 발생시키는 기술을 확립했다.또한, 다장기의 형성에 이상이 발생하는 유전 질환을 시험관 내에서 재현하는 데 성공했다.
최근, 인간 iPS 세포 등의 미숙한 줄기 세포로부터 특정 장기를 인위적으로 창출하려는 시도에 주목이 모아지고 있다.그러나 특정 장기 만 (단일 장기)을 유도하면 인접한 여러 장기 간의 연결이 재현되지 않습니다.이 때문에 목적의 장기 기능이 충분히 발휘되지 않거나, 지속하지 않는 등의 중대한 미해결 과제가 존재하고 있었다.
본 연구에서는 발생 초기 단계에서 발생하는 전장·중장이라고 불리는 전구 조직의 경계 영역(바운더리) 및 그 주변 세포의 세포간 상호작용에 주목하여, 이들의 재현을 시도했다.첫째, 인간 iPS 세포에서 전장과 중장 조직을 개별적으로 유도.그런 다음 그들을 연결하고 전장과 중장 경계 (바운더리)를 만들었을 때 간, 담관 및 췌장의 전구 세포가 경계 영역보다 자발적으로 유도되었다.
또한, 이들 간, 담, 췌장 전구 세포의 출현에는 레티노산 신호 등의 분자의 교환을 통한 복잡한 세포간 상호작용이 필요하다는 점도 밝혀졌다.또한, 얻어진 조직의 배양 방법을 최적화함으로써, 장기간의 특수한 3차원 배양에 의해, 시험관 내에서 유도한 전구세포로부터 간·담·췌장 조직을, 그 연속성을 유지한 채로 발생 시키는데 성공했다.
이번 연구 성과로부터 단일 장기 재생에서 다장기 일괄 창생에 이르기까지 완전히 새로운 컨셉에 근거한 장기 창생 기술이 향후 확산될 것으로 기대된다.
논문 정보:【Nature】Modelling human hepato-biliary-pancreatic organogenesis from the foregut–midgut boundary
