ヒト誘導多能性幹細胞の指向性分化は、成熟した層状膀胱尿路皮へ

膀胱切除後の尿膀胱の増強または再建のために、ヒト誘導多能性幹細胞（HIPSC）に由来する膀胱尿路皮が最近焦点を受けました。しかし、以前の研究では、HIPSCの誘導体の間でいくつかの尿路上皮マーカーを発現する細胞の出現のみが示されており、成熟した膀胱尿路皮のバリア関数の特に重要な属性である層別構造を実証していません。現在の研究では、成熟した層状膀胱尿路皮にhipscを指示する方法を開発しました。膀胱尿路皮が発生する尾側後腸は、決定的な内胚葉誘導中にChIR99021の高用量投与を介して主に誘導され、この治療はその後ウロプラキンの発現を増加させました。ウロプラキン、CK13、およびCK20の発現の増加を特徴とする末端分化は、トログリタゾン + PD153035の組み合わせで誘導されました。FGF10はウロプラキンの発現と上皮の層別化を強化し、トランスウェル培養システムはそのような層別化をさらに強化しました。さらに、私たちの尿路上皮のバリア機能は、FITC-Dextranを使用した透過性アッセイによって実証されました。免疫組織学的分析によれば、層状のウロプラキンii陽性上皮がトランスウェルで観察されました。この方法は、膀胱の再生医療の分野で有用かもしれません。

For augmentation or reconstruction of urinary bladder after cystectomy, bladder urothelium derived from human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) has recently received focus. However, previous studies have only shown the emergence of cells expressing some urothelial markers among derivatives of hiPSCs, and no report has demonstrated the stratified structure, which is a particularly important attribute of the barrier function of mature bladder urothelium. In present study, we developed a method for the directed differentiation of hiPSCs into mature stratified bladder urothelium. The caudal hindgut, from which the bladder urothelium develops, was predominantly induced via the high-dose administration of CHIR99021 during definitive endoderm induction, and this treatment subsequently increased the expressions of uroplakins. Terminal differentiation, characterized by the increased expression of uroplakins, CK13, and CK20, was induced with the combination of Troglitazone + PD153035. FGF10 enhanced the expression of uroplakins and the stratification of the epithelium, and the transwell culture system further enhanced such stratification. Furthermore, the barrier function of our urothelium was demonstrated by a permeability assay using FITC-dextran. According to an immunohistological analysis, the stratified uroplakin II-positive epithelium was observed in the transwells. This method might be useful in the field of regenerative medicine of the bladder.