小分子ベースの分化方法を使用して、ヒトIPSC/ESCの腎性中間胚葉への効率的かつ迅速な誘導

多能性幹細胞を使用して腎疾患を治療するための再生医療アプローチの開発における最初のステップは、腎臓を生成する胚生殖層である中間中胚葉（IM）の生成でなければなりません。この目標を達成するには、小分子を使用してIM細胞を区別するための効率的で安定した低コストの方法を確立する必要があります。この研究では、高スループット化学スクリーニングによる強力なIM誘導者として2つのレチノイド、AM580とTTNPBを特定し、2つの小分子のみを使用してヒトiPSCからの迅速（5日）および効率的な（80％の誘導率）IM分化を確立しました。AM580またはTTNPBのいずれかと組み合わせたWNT経路活性化因子ChiR99021。得られたヒトIM細胞は、成体腎臓を構成する複数の細胞タイプに分化し、腎尿細管様構造を形成する能力を示しました。これらの小分子分化法は、Mesendodermのステップをバイパスし、WNT、レチノイン酸（RA）、および骨形態遺伝性タンパク質（BMP）経路を活性化することにより、IM細胞を直接誘導します。このような方法は、腎臓の発達を研究するための強力なツールであり、再生療法のために腎系統細胞を生成するための細胞源を潜在的に提供する可能性があります。

The first step in developing regenerative medicine approaches to treat renal diseases using pluripotent stem cells must be the generation of intermediate mesoderm (IM), an embryonic germ layer that gives rise to kidneys. In order to achieve this goal, establishing an efficient, stable and low-cost method for differentiating IM cells using small molecules is required. In this study, we identified two retinoids, AM580 and TTNPB, as potent IM inducers by high-throughput chemical screening, and established rapid (five days) and efficient (80% induction rate) IM differentiation from human iPSCs using only two small molecules: a Wnt pathway activator, CHIR99021, combined with either AM580 or TTNPB. The resulting human IM cells showed the ability to differentiate into multiple cell types that constitute adult kidneys, and to form renal tubule-like structures. These small molecule differentiation methods can bypass the mesendoderm step, directly inducing IM cells by activating Wnt, retinoic acid (RA), and bone morphogenetic protein (BMP) pathways. Such methods are powerful tools for studying kidney development and may potentially provide cell sources to generate renal lineage cells for regenerative therapy.