研究人員正在研發利用iPS細胞同時培養多種關聯器官的技術。與培養肝臟或腎臟等單一器官相比，同時培養多個器官，更容易再現多器官在活體內聯合工作的狀態，還可以抑制異常細胞。該技術有望提高器官移植的成功率，以及調查特定的疾病。
器官只有在與其他器官連接時才能發揮作用。胎兒成長時也是活體內的各個器官和組織透過相互交換激素和化學物質來獲得完整的形態和功能的。作爲利用iPS細胞培養各器官的下一個階段的技術，研究人員推進了同時培養多個器官的研究。
一次性培養多種器官技術的可能性 |
培養不容易癌變的器官 |
可再現器官之間的連結狀態，提高移植的成功率 |
可作爲調查疾病的模式 |
有助於開發新藥 |
東京醫科齒科大學的武部貴則教授（兼任美國辛辛那提兒童醫院副教授）等人組成的研究團隊首次成功地利用人iPS細胞再現了人類發育的程序，統一培養了肝臟、胰臟、膽管和腸道。
武部教授的團隊計劃今後5～10年爲人類進行移植。要想移植統一培養的器官，必須強化其功能使其成長。武部教授的團隊打算培養能與肝臟周圍的細胞合作，而且功能與實際工作的器官相似的器官。添加周邊存在的血液等細胞進行培養的話，能促進器官成長，原來爲2～3毫米的肝臟等的尺寸成長到了5毫米～1釐米。
預計移植伴隨的癌變等風險也有望比培養單個器官時降低。功能強化的多種器官能發揮自律功能，從而消除會引起癌變等的異常細胞，有望降低疾病的危險。
多器官移植與單個器官移植相比還有望提高成功率。需要進行器官移植的情況很多都是不僅器官本身功能耗竭，與其他器官的統合工作也出現了問題。
理化學研究所開發出了利用人類iPS細胞同時培養膀胱、腎臟和輸尿管的技術（圖片由理研提供）
大冢製藥和理化學研究所開發出了同時培養腎臟和膀胱的技術。利用人類iPS細胞培養出了膀胱的基礎組織。這些細胞被移植到一隻抑制了排斥反應的小鼠的腎臟後，應答到儲存尿液的膀胱所特有的3層組織結構。
理研的研究團隊已經利用人類iPS細胞培養出尺寸爲5毫米的腎臟樣組織和輸尿管上皮組織。向小鼠活體內移植應答，具有重新吸收尿液中的蛋白質的功能。
理研的高裏實組長表示：「打算2～3年後將膀胱、腎臟和輸尿管連成一體培養」。透過一起培養這三種器官和組織，能正常形成相互連接運送尿液的管道和孔。將在燒瓶和凝膠中培養。
與單獨移植腎臟相比，連同相互連接的膀胱等也一起移植有望提高移植成功率。如果能透過移植冶癒腎病，在醫療經濟方面的影響也比較大。
日本透析醫學會的調查顯示，截至2019年底，日本約有34萬人在接受透析冶癒。因爲受糖尿病和高血壓等影響，負責清除多餘水分和廢棄物的腎臟的功能下降。據說透析的醫療費用每年達到1.6萬億日元，佔總醫療費的4％。
多器官培養還有助於調查疾病和開發新藥。美國斯坦福大學的Sergiu Pasca博士等人利用人類iPS細胞培養出了大腦皮層、脊髓組織和骨骼肌相連接的組織。尺寸約爲7～8毫米。
其做法爲，首先分別單獨培養大腦皮層、脊髓組織和骨骼肌的塊體。然後使其相互靠近，脊髓組織位於中央，組織之間便逐漸連接在一起。
刺激大腦皮層部分發現，骨骼肌部分會痙攣。功能至少能維持10周時間。有助於調查ALS（肌萎縮性側索硬化症）等難治性神經系統疾病。
研究團隊還將大腦皮層的塊體與控制快樂和幹勁兒的「紋狀體」塊體連接到了一起，認爲這種結構有助於調查精神分裂症、抑鬱和依賴症等。
同時培養多種器官的研究才剛剛開始。目前尚未確立判斷培養出來的各器官功能的方法。不僅是器官本身的功能，還需要驗證器官之間的連接是否正常。在用於移植和新藥開發之前，還需要同時開發評估品質的方法。武部教授表示：「這是一個還完全沒有開發驗證方法的領域。必須考慮一種簡單有效的方法」。
日文：下野谷涼子、草鹽拓郎，日本經濟新聞，2021/05/03
中文：JST客觀日本編輯部
