Research Abstract
ヒト胚性幹細胞から自己組織化によって形成された機能的な下垂体前葉
Functional anterior pituitary generated in self-organizing culture of human embryonic stem cells
2016年1月14日 Nature Communications 7 : 10351 doi: 10.1038/ncomms10351
下垂体前葉は内分泌系に必須であり、正あるいは負の調節因子に対する下垂体前葉のホルモン分泌応答は恒常性維持に不可欠である。こうした理由で、調節可能なホルモン制御機能を持ったヒト下垂体前葉組織をin vitroで作ることは、下垂体関連疾患の細胞移植療法を開発する上で重要なステップとなる。今回我々は、ヒト胚性幹細胞を使ってマウスの下垂体発生を再現することによって、この作製に成功した。下垂体前葉はin vitroにおいて、視床下部および口腔外胚葉の同時誘導に続いて自己組織化により形成されることが分かった。これら2つの組織が接した状態から下垂体プラコードが自己形成され、プラコードは続いて下垂体のホルモン産生細胞へと分化した。このような細胞は放出シグナルとフィードバックシグナルの両方に正常に応答した。さらに、in vitroで生成した副腎皮質刺激ホルモン産生細胞を下垂体機能不全マウスに移植すると、宿主の身体的活動レベルと生存率が回復した。従って、今回の結果は、調節因子に応答するヒト下垂体組織を形成させる有用な方法を明らかにしたもので、この方法は再生医学における将来の研究に役立つと考えられる。
Chikafumi Ozone, Hidetaka Suga, Mototsugu Eiraku, Taisuke Kadoshima, Shigenobu Yonemura, Nozomu Takata, Yutaka Oiso, Takashi Tsuji & Yoshiki Sasai
Corresponding Author
Anterior pituitary is critical for endocrine systems. Its hormonal responses to positive and negative regulators are indispensable for homeostasis. For this reason, generating human anterior pituitary tissue that retains regulatory hormonal control in vitro is an important step for the development of cell transplantation therapy for pituitary diseases. Here we achieve this by recapitulating mouse pituitary development using human embryonic stem cells. We find that anterior pituitary self-forms in vitro following the co-induction of hypothalamic and oral ectoderm. The juxtaposition of these tissues facilitated the formation of pituitary placode, which subsequently differentiated into pituitary hormone-producing cells. They responded normally to both releasing and feedback signals. In addition, after transplantation into hypopituitary mice, the in vitro-generated corticotrophs rescued physical activity levels and survival of the hosts. Thus, we report a useful methodology for the production of regulator-responsive human pituitary tissue that may benefit future studies in regenerative medicine.
