器官誘導研究チーム|理化学研究所 生命機能科学研究センター(BDR)

器官誘導研究チーム

チームリーダー

辻 孝Ph.D.

三次元器官の形成原理の解明と器官再生医療への応用研究

研究内容

器官発生は、初期胚におけるパターン形成により器官形成場が誘導され、その場の上皮・間葉相互作用によって器官形成が誘導されます。本研究チームは、上皮・間葉相互作用による器官発生における器官誘導や発生メカニズム、形態形成を統合的に理解し、器官発生・再生原理を解明し、その原理を応用して次世代再生医療としての器官再生医療に向けた技術開発を進めています。これまでに上皮性幹細胞と間葉性幹細胞を三次元的に操作する技術を開発し、歯や毛包、外分泌腺の器官原基を再生し、生体内で機能的な器官を再生することを実証してきました。さらに私たちは、初期胚における器官形成場の誘導の仕組みを利用して、多能性幹細胞から機能的な皮膚器官系の再生を世界に先駆けて成功させました。これらの技術開発をもとに、毛包再生医療や歯の再生医療の社会実装に向けて、理化学研究所の創薬技術基盤プログラムとして非臨床開発を進めると共に、臨床研究に向けた研究開発を進めています。

CDB法によりマウスiPS細胞から生えた再生毛

再生毛包原基移植により生えた再生毛

再生歯胚移植により 萌出した再生歯

研究テーマ

  • 器官発生パターンを応用した器官再生技術の開発
  • 再生毛包原基移植による毛包器官再生医療の開発(理化学研究所 創薬・医療技術基盤プログラム)
  • 生命システムを応用した次世代インプラント(理化学研究所 創薬・医療技術基盤プログラム)
  • 次世代三次元皮膚器官系の再生と応用
  • 四次元細胞動態解析による器官形態形成機構の解明
  • 三次元立体器官の生体外育成技術の開発

主要論文

  • Tanaka J, Ogawa M, Hojo H, et al.
    Generation of orthotopically functional salivary gland from embryonic stem cells.
    Nature Communications (2018) doi: 10.1038/s41467-018-06469-7
  • Bin BH, Bhin J, Takaishi M, et al.
    Requirement of zinc transporter ZIP10 for epidermal development: Implication of the ZIP10-p63 axis in epithelial homeostasis.
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 114(46). 12243–12248 (2017) doi : 10.1073/pnas.1710726114
  • Takagi R, Ishimaru J, Sugawara A, et al.
    Bioengineering a 3D integumentary organ system from iPS cells using an in vivo transplantation model.
    Science Advances 2(4). e1500887 (2016) doi:10.1126/sciadv.1500887
  • Ozone C, Suga H, Eiraku M, et al.
    Functional anterior pituitary generated in self-organizing culture of human embryonic stem cells.
    Nature Communications 7. 10351 (2016) doi:10.1038/ncomms10351
  • Ogawa M, Oshima M, Imamura A, et al.
    Functional salivary gland regeneration by transplantation of a bioengineered organ germ.
    Nature Communications 4. 2498 (2013) doi:10.1038/ncomms3498
  • Toyoshima KE, Asakawa K, Ishibashi N, et al.
    Fully functional hair follicle regeneration through the rearrangement of stem cells and their niches.
    Nature Communications 3. 784 (2012) doi:10.1038/ncomms1784
  • Ikeda E, Morita R, Nakao K, et al.
    Fully functional bioengineered tooth replacement as an organ replacement therapy.
    Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106. 13475–13480 (2009) doi: 10.1073/pnas.0902944106

研究者 Q & A

Q研究の道を選んだきっかけは何ですか?

学術的に新知見を発見すると共に、社会に役立つ技術へと発展させ、新たな産業の創出に貢献できるため。

Q研究の最大の魅力は何ですか?

研究活動を通して、独自のアプローチにより課題を解決することにより自信の研究哲学を自己表現できること。

Q研究室の特徴を一言であらわすと?

器官ができる仕組みを明らかにすると共に、その原理を応用して器官再生医療の実現を目指していること。

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