国立产业技术综合研究所［会长中钵良二］（以下简称“AIST”）药物发现基础研究部［研究主任小田正直］干细胞工程研究小组栗崎彰，高级首席研究员，二宫直人，研究员，浅岛诚 AIST 名誉研究员，国立大学法人筑波大学［永田恭介］研究生 野口隆明，马里关根、王碧娇教授和埼玉医科大学教育法人【丸木清之会长】驹崎真司副教授分化成各种细胞多能干细胞鼠标ES细胞开始，我们开发了一种培养技术来在体外分化整个胃组织。该胃组织响应组胺刺激而分泌消化酶并分泌胃酸。此外，梅内特里耶病产生类似于（巨胃皱纹）病症的基因TGFα应用于分化的胃组织，会导致胃粘膜异常增殖的癌前状态。
该技术将 ES 细胞转化为胎儿组织细胞 (内胚层)胚体通过形成方法分化后优化分化条件，具有分化为整个胃能力的胃原基文化融入结构。进一步三维 (3D) 文化培养三维胃组织的方法。这种体外产生的胃组织有望有助于治疗药物和胃病理学的研究。
有关该技术的详细信息，请参阅2015年7月20日自然细胞生物学以在线版本发布。
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从小鼠ES细胞（上）和制备的胃组织（下）中分化胃组织细胞的培养方法
红色：胃组织上皮细胞，绿色：基质细胞 |
最近，ES细胞iPS细胞再生失去的组织正在引起人们的关注。 ES细胞和iPS细胞也有望应用于患者数量有限的罕见疾病研究、药物开发以及药物安全性检测技术开发等领域。然而，尽管人们已经努力开发利用这些多能干细胞分化成胰腺、肝脏和肠等组织的方法，但分化成胃组织的技术却几乎没有发展，因为没有方法在分化过程中正确区分组织。
产业技术研究院于2010年成立干细胞工程研究中心，一直致力于干细胞评价方法和分化技术的研究开发。为了开发分化为未探索的组织细胞的方法，我们一直致力于开发ES细胞和iPS细胞的分化和培养方法，同时通过使用非洲爪蟾等模式生物的研究获得知识。
这项研究和开发得到了日本学术振兴会科学研究补助金A和特别研究员DC2的支持。
这次，我们设计了一种在体外将胃组织细胞与干细胞分化的培养方法，特别是开发了一种在胃肠组织内决定分化为胃组织的分化方法。胃穿过与食道交界处的贲门，然后穿过胃的上部。胃底，胃体和底部幽门窦组成，并继续进入幽门，与十二指肠相连。胃的内部衬有上皮，外部由肌肉等组织组成。 2014年底，报道了一种在十二指肠附近制造胃幽门窦的方法，但利用这项技术，整个胃，包括上胃体都被制造出来了。
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| 图1从小鼠ES细胞中分化胃组织的培养方法概述 |
图 1 显示了该技术的概述。称为拟胚体的细胞簇由试管中的小鼠 ES 细胞形成，然后嘘和1丹麦克朗通过培养它们，他们创造了胎儿胃原基（紫色），这是胃组织的来源。使用镊子将这种气球状的胃原基组织移植到一种称为Matrigel（浅蓝色）的特殊凝胶中，并培养至成熟。图1上图显示了体外产生的ES细胞衍生的胃组织。下图显示了小鼠胎儿相应的正常胃组织。在由ES细胞制备的胃组织中，确认了与正常胃组织类似的胃上皮组织分泌胃粘液和消化酶。
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| 图2 使用ES细胞来源的胃组织建立Menetrier病（胃皱纹）的体外模型 |
众所周知，TGFα 基因的表达会产生类似梅内特里耶病的病症，可进展为胃癌。当这种TGFα基因在ES细胞来源的胃组织中持续表达时，在体外产生了一种类似于Menetrier病的组织，该组织扩大了多层红色胃粘膜上皮（图2右上照片）。
目前向胃组织的分化方法是使用小鼠干细胞进行的，未来我们计划优化分化和培养条件，以便将人类干细胞分化为胃组织。未来，我们的目标是利用人体胃组织作为病理模型和治疗药物开发的体外模型。
国立产业技术综合研究所
药物发现基础研究部干细胞工程研究组
高级首席研究员 Akira Kurisaki 电子邮件：