東京科学研究所の研究者らは、復活幹細胞と従来の腸幹細胞の間の動的な切り替えにより、幹細胞プールを枯渇させることなく効率的な組織修復が可能になると報告している。研究者らは、オルガノイドとマウスの疾患モデルを使用して、柔軟なストレス耐性細胞状態が腸の修復にどのように寄与しているかを明らかにし、腸の再生を促進する生物学的メカニズムについての理解を深めることができました。
柔軟な幹細胞の状態の切り替えが腸の再生をどのように促進するか
すべての生体組織は、損傷、感染、または炎症の後、正常な機能を維持するために自己修復する能力を持っています。これは、上皮内層が常に損傷やストレスにさらされている腸内では特に重要です。内層は、絨毛と呼ばれる指のような構造の基部に位置する陰窩基部円柱細胞 (CBC) として知られる従来の幹細胞によって維持されています。これらの幹細胞は分裂して上方に移動すると、腸細胞（栄養吸収細胞）などの成熟細胞に発達します。この継続的な再生プロセスはよく知られていますが、腸がどのようにして幹細胞の蓄えを枯渇させることなく効率的に再生するのかは不明のままです。
このギャップに対処するために、サイエンス東京医工学研究所幹細胞・再生医学センターの油井史郎准教授率いる東京理科大学の研究チームと、サイエンス東京大学院医歯学総合研究科消化器・肝臓病態学教室の大学院生桐野さくら博士（岡本隆一教授指導）は、一過性の「再生幹細胞」の起源と生物学的役割について詳細な調査を実施した。腸の修復中に現れる細胞の状態。
この研究は、オランダのフーブレヒト研究所のハンス・クレバース教授、サイエンス東京肝胆膵外科の伴大介教授、サイエンス東京総合研究研究所の三宅健介准教授、順天堂大学オルガノイドセンター長の渡邉守教授との共同研究で行われた。研究結果は雑誌第 9 巻に掲載されました。 コミュニケーション生物学 2026 年 1 月 13 日。
「私たちは、長期的な幹細胞の維持を損なうことなく、腸組織がどのように効率的に再生するのかを理解したかったのです」とキリノ氏は言う。 「驚くべきことに、従来の幹細胞が一時的に特殊な再生状態に切り替わり、その後元の状態に戻るというユニークなメカニズムを発見しました。」
特殊化された再生状態は、「再生幹細胞」（組織損傷に応答して従来の幹細胞から出現する）によって表されます。この転換のプロセスは胎児復帰と呼ばれます。再生幹細胞はストレスに対する耐性が強化されており、損傷した組織環境でも生存して再生することができます。
研究チームは、独自の腸オルガノイド（実験室で培養した組織モデル）と大腸炎のマウスモデルを用いて、従来のCBCと分化した腸細胞の両方を含む複数の腸細胞タイプから再生幹細胞を誘導できることを実証した。さらに、彼らは、復活幹細胞と従来の幹細胞の間の変換が双方向であることを観察し、再生が固定された階層ではなく動的な細胞相互変換に依存していることを示唆しました。
全体として、この研究は、可塑性の 2 つのメカニズム、つまり胎児復帰と空間可塑性の間の関連性を説明しています。空間可塑性は分化細胞が CBC に戻る変換を説明するのに対し、胎児復帰は CBC と再生幹細胞の間の可逆的な変換を説明します。研究によると、胎児の復帰は空間可塑性への入り口として機能する可能性があります。腸内層が損傷すると、分化した細胞はまずストレス耐性のある再生幹細胞になります。修復後、これらの細胞は CBC に変換され、幹細胞プールを補充して効率的な再生をサポートします。
この研究は、腸上皮再生の科学的理解を深めたことにより、再生障害を特徴とする疾患を研究するための新たな道を切り開きます。特に、今回の発見は、世界的な研究の関心を集めている炎症性腸疾患や結腸直腸がんの病態解明に向けた継続的な取り組みに貢献することが期待される。 「この発見は、組織が損傷からどのように回復するかを理解するための新しい方向性を提供します。さらなる研究により、最終的には慢性腸疾患の治療と予防のための新しい戦略を発見するのに役立つ可能性があります。」と油井氏は結論づけています。
Authors:
Sakura Kirino1, Fumiya Uefune2, Kensuke Miyake3, Nobuhiko Ogasawara1, Sakurako Kobayashi1, Satoshi Watanabe1, Yui Hiraguri1, Go Ito 1,4, Keiichi Akahoshi5, Daisuke Ban5, Johan H. van Es6, Hans Clevers6, Mamoru Watanabe7, Ryuichi Okamoto1*, and Shiro Yui2*
タイトル: 多様な系統からの胎児復帰は腸幹細胞プールを維持し、ストレス耐性を与える
ジャーナル：
コミュニケーション生物学
所属: 1東京理科大学消化器・肝臓内科
2東京理科大学医用工学研究所幹細胞・再生医療センター
3東京理科大学総合研究研究所
4東京理科大学、健康老化のための個別化医療センター
5東京理科大学肝胆膵外科
6Oncode、フーブレヒト研究所、オランダ王立芸術科学アカデミー (KNAW)、大学医療センター (UMC)、オランダ
7順天堂大学大学院医学系研究科オルガノイドセンター
#胎児復帰がどのように腸の再生をサポートし幹細胞を保存するのか