(1) ヒトiPS細胞を用いた感染症研究
昨今グローバルな問題となっている新型コロナウイルス感染症においてもヒトiPS細胞およびその分化誘導細胞を用いた病態解明と創薬が期待されています。ヒトiPS細胞由来の分化誘導細胞に対して新型コロナウイルスを感染させることで、着目する細胞がウイルスに感染するか、どのような応答を示すか、を明らかにできます。また、ヒトiPS細胞由来の分化誘導細胞を用いて医薬品候補化合物の薬効評価や毒性予測を行うことで、臨床予測性の高い試験結果が得られるのではないかと期待されています。当研究室では、種々の分化誘導細胞のうち、気道オルガノイドを用いて気道における新型コロナウイルスの病態メカニズム解明および創薬研究に取り組んでいます。また、iPS細胞研究所が保有するヒトiPS細胞バンクを用いて、新型コロナウイルス感染症の症状の個人差の再現とその原因究明も行っています。

(2) 臓器チップ技術を用いたヒトiPS細胞由来の分化誘導細胞の高機能化
臓器チップ技術は生体内細胞環境を模倣するように、多種類の臓器構成細胞を立体的に配置し、せん断応力や伸縮刺激を与えることにより、臓器機能の一部をin vitroで再現できる手法です。臓器チップ技術を駆使することにより、生体で見られる「動き」（例えば血流や気流、伸縮運動、蠕動運動）を部分的にin vitroで再現することができます。ヒトiPS細胞由来の分化誘導細胞についても、この臓器チップ技術を用いることで、より臓器らしさを獲得し、生体で見られる臓器機能の一部を再現できるようになると期待されています。当研究室では、肺チップや肝臓チップ、腸管チップの開発およびそれらの創薬応用に取り組んでいます。また、これらのチップを用いた感染症研究も実施しています。

1) Dual inhibition of TMPRSS2 and Cathepsin B prevents SARS-CoV-2 infection in iPS cells
Hashimoto R, et al. Mol Ther Nucleic Acids. 2021 Dec 3;26:1107-1114.

2) Usability of polydimethylsiloxane-based microfluidic devices in pharmaceutical research using human hepatocytes
Deguchi S, et al. ACS Biomater Sci Eng. 2021 Aug 9;7(8):3648-3657.

3) Modeling SARS-CoV-2 infection and its individual differences with ACE2-expressing human iPS cells
Eano E, et al. iScience. 2021 May 21;24(5):102428.