大阪公立大學研究生院獸醫師學研究科的鳩谷晉吾教授和塚本雅也客座研究員（兼國立成育醫療研究中心研究員）等的研究團隊與Anicom先進醫療研究所株式會社、Tokiwa Bio株式會社共同發佈研究成果稱，成功實施了犬iPS細胞的穩定製造。透過確定6個初始化基因並導入尿源細胞，與使用纖維母細胞的傳統製造方法相比，製造效率提高了約120倍。此外，研究團隊還成功製作出了不使用飼養細胞的犬iPS細胞。今後的目標是爲世界各地的研究人員提供犬iPS細胞，實施獸醫師學領域的再生醫療。該成果有望推動獸醫師學領域再生醫學研究的隊形變換。相關成果已刊登在國際學術雜誌《Stem Cell Reports》2023年12月22日號上。
圖 將6個犬基因導入尿液來源細胞，在無飼養細胞（feeder free，純因子培養）條件下成功培養出了犬iPS細胞株（供圖：大阪公立大學鳩谷晉吾教授）
iPS細胞已被應用於人類再生醫學，今後也有望應用於獸醫師學。
迄今爲止，研究團隊一直致力於透過將4個人類初始化基因導入纖維母細胞來製造犬iPS細胞，但一直存在製造效率低的問題。另外，因犬類發情週期難以掌握，很難獲得受精卵，所以ES細胞（胚胎幹細胞）的研究未能進展，缺乏知識，使得研究變得更加困難。
此次研究團隊探討了6個基因（LIN28A、OCT3/4、SOX2、C-MYC、KLF4、NANOG），而不是之前使用的4個人類初始化基因。此外，關於導入細胞，也研究了採集壓力較小的尿液來源細胞的使用。
透過比較犬和人的6個基因，發現只有NANOG的相似率較低，因此選擇了犬6基因。之後，將其裝載到仙台電腦病毒載體（SeV）上，建立了2種具有不同基因表現的電腦病毒載體。將每種電腦病毒載體導入纖維母細胞並在飼養細胞（人iPS細胞培養基）上進行培養。
結果表明，初始化效率比傳統方法提高了約9倍。並證實，犬初始化基因促進了犬體細胞的初始化。
對建立的犬iPS細胞進行siRNA處理以去除載體並進行特性評估後，證實其具有作爲富潛能幹細胞保持未分化狀態，及分化成三胚層的功能。還證實，使用從成犬身上提取的纖維母細胞也能製造iPS細胞，但製造效率較低。
此外，研究還發現，在無飼養細胞條件下使用犬胎兒纖維母細胞培養也可以製成犬iPS細胞。
最後，使用犬尿液來源細胞同樣透過載體導入犬6基因後，成功地製成了iPS細胞。製造效率爲0.15%～2.43%，比傳統方法高出約120倍。並且應答了作爲富潛能幹細胞，具有維持未分化狀態和分化成三胚層的功能，核型分析也證實在染色體水平上沒有異常。在無飼養細胞條件下也可以製造，但製作效率有所降低（0.05%）。
本次研究使用了5只比格犬的尿液，但製造效率因個體而異，同時也因載體的基因表現而異。
未來，研究團隊將與科研人員廣泛分享已建立的iPS細胞，推動iPS細胞在獸醫師領域的研究。還將推進iPS細胞在動物疾病冶癒、疾病機制闡明和藥物發現篩選方面的應用。據悉，該研究室目前正在探討透過分化成紅血球製造血液製品的可能性。
鳩谷教授表示：「與醫學研究相比，針對犬類的獸醫師學研究在人員和研究資金方面都十分匱乏。在此背景下，透過大量的試驗和摸索，終於開發出了可以高效地製造安全的犬iPS細胞的方法。作爲一名獸醫師，我診治過非常多的動物，但也遇到了許多無法冶癒或尚未闡明的疾病。今後，我們將繼續操作開展用犬iPS細胞製造犬身體各種細胞的研究，並將其應用於病犬的冶癒和病理的闡明。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Stem Cell Reports
論文：Generation of canine induced pluripotent stem cells under feeder-free conditions using Sendai virus vector encoding six canine reprogramming factors
DOI：doi.org/10.1016/j.stemcr.2023.11.010
