■概要■
・再生医療・創薬の新しい扉を開くオルガノイド研究、その最新研究動向を俯瞰する！
・細胞から臓器へ、再生医療に革命もたらすオルガノイド研究を体系的に詳解！
・オルガノイド研究を基礎から臨床応用までを体系的に解説する技術書の決定版！
【第1編 三次元オルガノイドに関連する基盤技術】
＜1＞細胞培養技術
1．多能性幹細胞を用いた内胚葉細胞の培養技術
・PSCsから内胚葉系細胞への分化誘導の基本原理
・内胚葉分化に寄与する液性因子 など
2．ES/iPS細胞誘導ヒト臓器間充織細胞の培養技術
・臓器間充織の初期発生
・多様な臓器の間充織細胞を誘導する手法の確立 など
＜2＞三次元スフェロイド培養技術
1．泌尿器がん三次元スフェロイドの培養技術とその応用
・オルガノイド培養法とスフェロイド培養法の比較
・PDC/PDCXモデル など
2．難治がん検体由来完全型シングルセルオルガノイドの培養技術
・腫瘍内不均一性を保持した難治がんオルガノイドの樹立
＜3＞オルガノイド作製ツール
1．細胞外環境ダイナミクスの制御技術
・背景
・細胞外環境ダイナミクスにおける重要な要素 など
2．オルガノイドの3D構造形成機構を1細胞レベルから予測する多細胞シミュレーション
・オルガノイドにおける多細胞動態の階層性
・オルガノイドにおける多細胞動態の数理モデル化 など
3．乳がん三次元培養を用いたがん微小環境の構築
・乳がんの発症と乳がん微小環境におけるがん関連線維芽細胞（CAF）
・患者由来乳がん細胞とCAFの混合オルガノイド など
4．オルガノイドのライブイメージング
・オルガノイドの名称
・培養細胞のオルガノイドの歴史 など
5．オルガノイドの体軸方向付与技術の開発
・CUBEプラットフォームによるオルガノイドモジュール化
・因子濃度勾配制御 など
＜4＞多能性幹細胞由来オルガノイドの作製
1．体内時計中枢オルガノイドの作製
・体内時計のメカニズムとその臨床的重要性
・体内時計中枢 視交叉上核（SCN） など
2．新たな子宮内膜オルガノイドの確立とヒト胚着床現象のin vitroでの再現
・序章
・結果 など
3．ヒトiPS細胞由来心臓オルガノイドの開発とその応用
・ヒトiPS心筋細胞と3D心臓組織の開発
・心臓オルガノイドの開発
4．肺オルガノイド研究の潮流と再生医療への応用
・肺組織の構造
・成体組織幹細胞を用いた肺オルガノイド など
5．ヒトiPS細胞由来涙腺オルガノイドの作製
・ヒト多能性幹細胞からの二次元眼様オルガノイド誘導
・眼表面上皮細胞からの涙腺オルガノイドの誘導 など
6．領域別神経オルガノイドの作成
・無血清凝集浮遊培養法の基礎
・領域化オルガノイドの作成 など
7．多能性幹細胞由来大脳皮質オルガノイドの誘導とその応用
・大脳皮質の発生・構造・他種との違い
・多能性幹細胞由来大脳皮質オルガノイドの誘導と生体類似性 など
8．多能性幹細胞由来腎オルガノイドの作製
・腎臓の構造と発生機構
・腎臓オルガノイド研究
＜5＞組織幹細胞由来オルガノイドの作製
1．味蕾オルガノイドの作製
・味細胞とこれまでの研究
・味蕾幹細胞の探索 など
2．乳がん患者由来オルガノイドの作成
・検体回収
・検体処理と播種 など
3．患者由来の膵・胆道がんオルガノイドの作製
・膵胆道がんの現状
・膵・胆道がんオルガノイド
4．犬肺がん組織/正常肺組織由来肺オルガノイドの作製
・犬における原発性肺がん
・肺がん罹患犬のがん組織および正常肺組織からのオルガノイド培養 など
【第2編 オルガノイドを用いた基礎研究】
＜1＞生体メカニズムの解明
1．腸上皮オルガノイドを用いた非神経性アセチルコリンによる幹細胞制御メカニズムの解明
・腸上皮組織におけるACh産生・放出および分布
・代謝型mAChR-M3を介した非神経性AChの腸幹細胞制御 など
2．三次元培養技術を用いた骨細胞分化メカニズムの解明
・骨芽細胞由来三次元培養モデル
・間葉系幹細胞由来三次元培養モデル など
3．腸管オルガノイドを用いた宿主-腸内細菌の相互作用検証システムの開発
・腸内細菌と宿主との関係について
・腸内細菌依存的な疾患例-代謝疾患・肥満 など
＜2＞分析・解析手法の開発
1．ヒト腸管オルガノイドを用いた三大栄養素の吸収機能解析手法の開発
・腸管オルガノイドの分化誘導
・腸管オルガノイドによる栄養吸収評価手法の開発 など
2．ヒト脳オルガノイドの電気活動計測と化合物応答
・脳オルガノイドのMEA計測と化合物応答
・脳オルガノイドのCMOS-MEA計測と化合物応答
3．時計遺伝子レポーターES/iPS細胞を用いた体内時計・睡眠覚醒リズム研究
・発光レポーターを用いた体内時計・睡眠覚醒リズムの観察
・時計遺伝子の経時的定量モニタリング、イメージングにおける発光レポーター系のメリット など
＜3＞オルガノイドデバイスの開発
1．マイクロ培養チップを用いた運動神経オルガノイドや神経オルガノイド回路の作製
・運動神経オルガノイド
・神経オルガノイドの接続
2．腎オルガノイド由来細胞を用いた近位尿細管モデルチップの開発
・近位尿細管モデルチップの背景
・腎オルガノイド由来細胞のみでは上皮組織形成が不完全である など
＜4＞疾患モデルの開発
1．ヒト大腸上皮オルガノイドを用いた体外潰瘍性大腸炎モデルの作製
・オルガノイドへの炎症刺激
・炎症刺激オルガノイドのUCモデル検証 など
2．ヒトiPS細胞由来肝臓オルガノイドを用いた革新的ヒトNASH病態モデル開発の展望
・NAFLD/NASHの疫学
・NAFLD/NASHの発症・進展機構 など
3．骨格筋オルガノイドを活用した簡便な筋萎縮モデルの開発
・これまでの骨格筋萎縮の研究
・筋萎縮研究の発展を加速させる骨格筋オルガノイド など
4．ヒト三次元培養口腔がんモデルの開発
・二層構造を有するヒト三次元培養口腔がんモデルの開発
・三層構造を有するヒト三次元培養口腔がんモデルの開発 など
5．ヒトiPS細胞を活用した膵がんオルガノイドモデルの開発
・背景
・TMEを再現した膵がんオルガノイドの開発 など
6．オルガノイド研究の新展開-呼吸器オルガノイドの創薬応用
・呼吸器領域における創薬応用の現状と問題点
・呼吸器オルガノイド培養の発展 など
【第3編 オルガノイドの臨床応用】
＜1＞感染症分野
1．オルガノイド技術を用いた新型コロナウイルス感染症研究
・各臓器のオルガノイドを用いたCOVID-19研究
・オルガノイドを用いたCOVID-19応用研究
2．ヒト腸管オルガノイドを用いたヒトノロウイルスの研究
・ヒトノロウイルスについて
・腸管オルガノイドを用いたノロウイルスの培養法 など
3．オルガノイドを活用した敗血症治療法の開発
・ヒトiPSCから造血前駆細胞への誘導法確立
・ヒトKuLOsの構築 など
＜2＞再生医療分野
1．ヒトiPS細胞を用いた代謝性肝疾患に対する新規治療法の開発
・オルガノイドとは？
・臨床投与用ヒトiPS細胞オルガノイドの製造工程 など
2．自家腸上皮オルガノイドを用いた炎症性腸疾患に対する粘膜再生治療法の開発
・炎症性腸疾患の成立要因と病態
・炎症性腸疾患の治療における粘膜治癒とT2T など
＜3＞その他臨床応用
1．患者がん由来オルガノイドによる個別化医療への展開
・分子標的、個別化医療の時代
・がんオルガノイド感受性試験 など
2．ヒトiPS細胞由来内耳オルガノイドを用いた薬剤性難聴の治療法開発
・研究成果
3．FCMDおよび類縁疾患モデルによる病態評価と低分子治療法の開発
・FCMDの病態であるαジストログリカンの糖鎖異常症と責任遺伝子FKTNの機能
・FCMDのスプライシング異常に対するアンチセンス核酸治療と課題 など
4．iPS細胞の自己組織化による複合型機能性ヒト腸管グラフト製造法の開発
・正常腸管における腸上皮恒常性の維持機構
・腸上皮幹細胞オルガノイドの樹立と再生医療の可能性 など
5．iPS細胞オルガノイドと臓器骨格の融合による再生部分肝臓の作製
・背景
・HiBRID法を用いた再生肝臓開発 など
6．iPS細胞オルガノイドを活用したヒト臓器の創出に向けた技術開発
・オルガノイド研究について
・オルガノイド技術の高度化による組織再構成系の発展 など
■監修者■
谷口 英樹
東京大学 医科学研究所 幹細胞治療研究センター長/教授
