私達はこれまで、人工受容体技術を用いて細胞が互いの遺伝子発現を制御する人工的な細胞間コミュニケーションを構築することで、自己組織化によって生じる多細胞構造を形成する技術を開発した。本研究では、細胞間コミュニケーションを構築する技術を応用して、腸管細胞を認識して特定の増殖因子を産生し、腸組織形成を促進する人工的なニッチ細胞"デザイナーニッチ細胞"を開発することを目指す。令和2年度は、まず、人工受容体技術を用いて線維芽細胞を改変し、腸オルガノイド表面に発現したリガンドを認識してレポーター遺伝子の発現を誘導する細胞を作製した。さらに、腸オルガノイドにリガンドを分泌させることで、リガンドの拡散により広範囲の線維芽細胞に遺伝子発現を誘導させることができた。これらの手法により、腸管細胞-線維芽細胞間のシグナル伝達範囲を操作することが可能である。この腸オルガノイド-線維芽細胞株の共培養系において、リガンドを認識した線維芽細胞に腸オルガノイド培養に必要な複数の増殖因子を産生させることにより、細胞間コミュニケーション依存的に腸オルガノイドが生存できることを見出した。今後は、誘導する増殖因子の発現量や活性化細胞の空間分布を操作して、腸オルガノイドの増殖効率を最適化する条件の探索や、形成される腸オルガノイドの性状や安全性の検討を行う。また、現在使用している線維芽細胞株は、腸オルガノイドとの長期培養や生体への移植応用に適さないため、マウスへの移植実験が可能なデザイナーニッチ細胞の原料となる細胞を検討する。