2022年3月2日水曜日

私の苦労話 Part 4: 完全にES細胞由来の腎臓高次構造を構築 (2022.2.1)

 2022.2.1にNat Communに論文を発表し、その裏話を発生研HPに掲載しました。

http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/bunya_top/kidney_development/#1

遅くなりましたが、その転載です。

西中村教授の苦労話 Part 4: 完全にES細胞由来の腎臓高次構造を構築 (2022.2.1)

 

 2022年2月1日 Nature Communications誌に論文を発表しました。腎臓はネフロン前駆細胞、尿管芽、間質前駆細胞という3つの前駆細胞から形成されます。私たちは2014年にネフロン前駆細胞の、2017年に尿管芽の誘導法を報告してきました が、今回は最後のピースである間質前駆細胞を誘導したという論文です。2017年の論文では、間質前駆細胞が誘導できていなかったのでマウス胎仔由来の間質前駆細胞で代用していました。今回は、それをマウスES細胞から誘導する方法を開発し、同じくES細胞から誘導した残り二つの前駆細胞(ネフロン前駆細胞及び尿管芽)と組み合わせることで、ES細胞のみから、多数に分岐した尿管芽の周囲にネフロンが配置された腎臓本来の高次構造を再構築したものです。これほど複雑な臓器の構造が試験管内で作れるということは、理論的にはヒトでも同様の構造が作れることになります。

 このプロジェクトは2017年に、田中さんが大学院に入学した頃に始動しました。尿管芽の誘導法を開発して論文にまとめつつあった太口さんによる猛特訓が始まりました。発生初期のマウスを解剖してFACSし、それを培養して間質前駆細胞に誘導できているかを確認するという初心者には極めてハードルの高い実験です。しかも太口さんは数ヶ月後に留学するということで、それまでの独り立ちを目指しての短期集中特訓となりました。田中さんはこれによく耐えて成長し、その後も毎回10匹近いマウスを交配して実験を繰り返し、マウス胎仔からの誘導条件を決めてくれました。

 この際に重要な役割を果たしたのが、間質前駆細胞やその起源である後方中間中胚葉での遺伝子発現です。これが当時ほとんどわかっていなかったため、シングルセルRNA シークエンスを立ち上げました。発生研としても初めての挑戦だったのでわからないことだらけでしたが、田中さんと谷川さんの尽力でとても質の良いデータが得られました。この膨大なデータをバイオインフォーマティクスを駆使して解析する必要があるわけですが、そんなことを全くやったことがない小林さんと三池さんがみるみるうちにマスターしてくれました。本人たちも驚いていましたが、こういったドライの研究に向いた才能を元々持っていたことになります。彼らが初心者の私でもわかるくらいにデータを処理してくれました。

 これらを基にして、谷川さんがES細胞からの誘導に挑戦しました。間質前駆細胞の難しさは、それだけでは特徴的な形態をとらないことです。結局3つの前駆細胞を混ぜてみて腎臓の高次構造ができるかで判定するしかありません。しかも誘導した3つのうちどれかの調子が悪いと決してうまくいきません。谷川さんはひたすら誘導を繰り返し、田中さんや大森さん、井上さんと協力しながら誘導条件を最適化してくれました。そうしてようやくES細胞だけから構成される腎臓の高次構造が実現できたわけです。しかも谷川さんと大森さんはさらにマウスへの移植を繰り返して、どこまで成熟するかをシングルセルRNA シークエンスで調べたわけです(三池さんがここでも活躍)。

 このように、今回の論文は5年かけて全員で成し遂げた力作です。関わった全ての皆様に深く感謝いたします。ちなみにこの論文は田中さんの学位論文にもなります。Nature Communicationsのeditorから、”Wow, what a great project to finish a PhD with!” というメールをもらったことは嬉しいエピソードです。

 今後はヒトiPS細胞から間質前駆細胞を誘導します。あと2つの前駆細胞は既にできている(苦労話 Part 2&3参照)ので、3つ目を誘導してヒトで腎臓の高次構造を作ります。さらに尿管という尿の排出路を作れば、機能するヒト腎臓がすぐそこです。自分の結婚式の時に「新郎は腎臓を作ろうなどという冗談みたいなことを考えています」という祝辞をいただき、場内が笑いに包まれた時から長い年月がたちましたが、ここまで来ることができました。私がラボメンバーの結婚式で「新郎(新婦)は腎臓を作ろうとしています」と祝辞を述べても笑う人はもういません。みんなありがとう。もう一息です。

2021年4月30日金曜日

熊本地震から5年 (2021.4.14)

 

発生研HPに掲載したものです。

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2016.4.14の熊本地震から5年になります。亡くなった多くの方々のご冥福をお祈りします。

皆様のおかげで発生研は復旧し、さらに飛躍を目指しています。

新しく設置した機器の固定もお忘れなく(下記マニュアル参照)。

 

http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/saigai/

火災対応

地震対応

研究機器固定法

 

コロナ対策を守りつつ、地震や火災への注意も怠らないようお願いします。特に火災は地震より高い頻度で起き、地震の際に火災が発生することも多々あります。非常時には周りに誰もいないかもしれません。その場合、あなたに全てがかかっています。消防/救急への連絡、初期消火、救護、館内放送で避難周知、などの対応をお願いします (地震の時には電源や都市ガス・炭酸ガスの閉鎖も)。並行してメールアドレス <all-imeg(at)kmm.kumamoto-u.ac.jp> を使って全員に(建物外にいるメンバーにも)状況を知らせてください。

このアドレスは、熊本地震の際に迅速な情報共有ができなかった反省から作られたもので、発生研の方は誰でも全員に向けて発信できます(センター事務にも届きます)。リストはリゾンラボが常に更新しています。平時にも気軽にご利用ください。

 

参考:熊本地震関連トピックス

http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/saigai/


Five years since Kumamoto Earthquakes (2021.4.14)

 

It has been five years since the Kumamoto Earthquakes in 2016.

We thank you all for your great contributions to the restoration of our institute.

 

Always be prepared for earthquakes and/or fires, in addition to COVID-19. Please read the manuals in the following URL.

http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/en/saigai/

Fire

Earthquake

 

In an emergency, you may find no one around you. If so, you should take care of everything, including emergency calls, initial fire fighting, rescue of the injured, announcement for the remaining members the building, (and closure of the gas/electricity in the case of earthquakes). Also mail to the all-imeg address <all-imeg(at)kmm.kumamoto-u.ac.jp>, so that you can share the information with all the IMEG members.

2020年3月31日火曜日

所長退任のご挨拶

日頃より熊本大学発生医学研究所へのご支援ありがとうございます。お陰様で本研究所は着実に前進しています。2016年以降3人の独立准教授が着任し、研究室が増えました。今年2月にはその一人である石黒啓一郎准教授のグループが、体細胞分裂から減数分裂へのスイッチを制御する遺伝子を発見して論文を発表しました (Developmental Cell, 2020)。発生学の基盤となる業績であり、不妊の原因に関わる遺伝子として新聞等でも報道されました。現在、さらに研究室を2つ増やすべく、全国公募を行っています。新しい才能が研究所に加わることを楽しみにしています。今年は発生研設立20周年でもあります。1939年に設置された体質医学研究所を原点とし、複数回の再編を経て2000年に発生医学研究センターとして設立されました(2009年に発生医学研究所に改組)。今後も発生医学の拠点として活動していく所存です。

さて私事ではありますが、本年3月末日をもって2期4年の任期を満了し、所長を退任することとなりました。着任直後 (2016年4月14日) の熊本地震の際には、全国の皆様から多大なご支援をいただきました。当時の激励メールや寄附名簿をみるたびに思いを新たにします。ここまで発生研が回復できたのも、また自分がここまで頑張れたのも、皆様のご支援のおかげです。本当にありがとうございました。一方で、コロナウイルスの感染が拡大しており、地震に始まりコロナで終わる所長ということで、被害を最小限に抑えるべく緊張した日々が続いています。

この4年間には所長業務の傍、腎臓の高次構造の試験管内再構築、患者由来のiPS細胞による遺伝性腎臓病の再現、腎臓前駆細胞の増幅法などの成果を論文発表し、メディアでも報道していただきました。しかし機能する完全な腎臓を作るには解決しなければならないことがまだ多くあります。4月からは副所長として新所長をサポートしつつ、研究により多くの時間を割くつもりです。世界の誰も見たことがない、自分にしか見えない景色が時々見えるのが研究の醍醐味ですし、未来の医療にも繋がります。さらに挑戦を重ねて、世界と自分自身の想像を超えていきたいと思っています。今後も発生医学研究所をよろしくお願いいたします。

2020年3月
熊本大学 発生医学研究所
西中村 隆一

2019年4月16日火曜日

熊本地震から3年 2019.4.16

発生研の全メンバーに送ったメールです。
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2016.4.14 & 4.16の熊本地震から3年が経ちました。大変な経験をしましたが、おかげさまで発生研は完全に復旧し、未来のサイエンスに向けて進んでいます。皆様のご尽力に深く感謝いたします。

もちろん油断は禁物なので、新たに購入した機器の固定などお忘れなく。このアドレス は発生研全員 (センター事務含む)にメールを送ることができるので、緊急時に使ってください。通常時でも全員に連絡したい時に使って結構です(普段使ってないといざという時に動かないので)。

地震で亡くなられた270名以上の方々のご冥福を祈りましょう。

西中村 隆一


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まだ日奈久断層にひずみが残っているという九大の報告もありますので、機器の固定はしっかりお願いします。発生研HPに固定法の具体例があります。
http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/kotei2016oct/

地震、火災の際に、所長や教授がいつもいるわけではありません。その場に居合わせたメンバーで全所内の怪我人や火事、電源、都市ガスと炭酸ガスへの対応をお願いします。その上で、このアドレスを使って全員に情報を共有ください。具体的手順は下記サイトにあります。被害がないという報告もありがたいです。
http://www.imeg.kumamoto-u.ac.jp/saigai/

災害が起こって停電するとWEB情報は見えません。ですから災害対応マニュアルは今日printoutして、よく使うカバンに入れておいて下さい(私は東北地震以来そうしていて熊本地震のときに役立ちました)。

黒髪キャンパスのメールサーバーが損傷あるいは停電すると、このアドレスも含めて熊大のメールすべてが動かなくなります。しかし地震当時、gmailやLINEは動きました。backupの連絡網をラボ毎に構築ください。

西中村

2019年4月9日火曜日

令和を迎えるにあたって (2019.4.1)

(発生研HPに新年度の所長挨拶として掲載したものです)

2019年度が始まりました。新しい元号が発表されたので、5月からは令和初年度と呼ばれるのでしょうか。

思い起こせば、昭和が終わって平成が始まった日は大雪でした。私は研修医2年目で、栃木の病院にずっと泊まり込んでいました。あれから30年、まさか医者をやめて熊本で研究をしているとは予想もしませんでした。まだ医者の訓練中だった人間が、腎臓内科医として働いたあと、がむしゃらに実験して研究の面白さを知り、ラボを持ち、仲間に恵まれて腎臓がかなり作れるところまでこぎつけました。この30年の間に、PCRやDNA抽出キットが一般化し、ES細胞を使ってノックアウトマウスが作られ、ヒトゲノムが解読され、iPS細胞が樹立され、臓器の遺伝子発現が1細胞レベルでわかるようになりました。e-mailとインターネットが出現し、論文の電子化が進み、スマホでどこからでも大量の情報にアクセ スできるようになりました。驚くべき進歩です。

これからの30年でどんな進歩が起きるのでしょうか。おそらく想像さえできないことが実現されるのでしょう。高度に発達した科学技術は魔法と見分けがつかない (Any sufficiently advanced technology is indistinguishable from magic)、とアーサー・C・クラークは言っています。不可能を可能にする、それを実現するのは若いあなた自身です。自分の想像を超える可能性を試してください。そして自分が一生かけて解きたいことを見つけてください。先輩として喜んでお手伝いします。発生研の研究環境はコンパクトかつ充実しています。考えつく大抵のことはできますし、さらにやりたいことがでてきたら手を尽くして実現できるようにしています。そうやってみんなで成長してきましたし、それが発生研の原動力となっています。世界の誰も見たことがない、自分にしか見えない景色を見てください。もちろん私も完璧な腎臓作製に向けてさらに挑戦し、自分自身と世界の想像を超えていきたいと思っています。

発生研の現在及び未来のメンバーの奮闘と幸運を祈ります。我々を応援してくださっている方々には、これからもご支援・ご指導のほどよろしくお願いいたします。

熊本大学発生医学研究所 所長  西中村 隆一

2019年1月16日水曜日

Let's start with calamari

昨年(2018年)4月に恩師である新井賢一先生が亡くなられました。追悼文集の一部です。


Let’s start with calamari
             熊本大学生医学研究所 教授 西中村 隆一
       Ryuichi Nishinakamura, Kumamoto University, Japan                 

 初めて大医科研の新井賢一先生をねたのは1990年末でした。真冬にもわらず半袖短パンの人物が今日は暑いですなと言いながられて時間しゃべりそれが終わる頃には私は新井研に入ることになっていました
 新井先生との接点がえたのは医科研にいるときよりもむしろ1993年から2年DNAX研究所に留学させてもらったでした新井先生はDNAXに来るたびに我々若手をSundanceといステキレストランにれ出し散々ご走してくれました最初は必ず ”Let’s start with calamari.”  イカリングのフライです。それからShrimp cocktailなど色々頼んで結構お腹が膨れてきたところでPrime rib steak。私が普通サイズを注文していると横から一番大きいやつにしてくれ手にえてしまい若いんだからこれくらい食べんといかんサイエンスのはほとんどした記憶がなく、楽しい日々でした
  国して、東大医科研のAMGEN寄付座(新井先生が設立に尽力)に加入サイトカインかられての研究を始めましたノックアトマウスで腎臓発生を解き明かしてそれをもとにを作ってみたいとえるとそれは面白い、ノックアウトではなくて作るというのがよい。是非やれと励ましてもらいました。しかし、カエルとマウスを使って生に関わる遺伝子を3年間必死に探したものの全くまくいかないあきらめてサイトカイン研究にかと思って相談するとおまえは生をやるんじゃなかったのか他人の芝生が青いからといってそっちにひょろひょろいくのかと叱られました他人のフェロモンに引き寄せられてよそへ行ってしまのではなくてここできちんとデタを出して自分のフェロモンを出して他人を自分のところに引き寄せられるよになれお前はそなれるはずだこの最後のお前はそなれるはずだというところが新井先生の人たらしなところでそんな茶なと思いながらまた踏んってしまんですよねその甲斐あって新しい遺伝子がとれてのないマスができその知をもとに組織ヒトiPS胞から作ることができるようになってきました。ここまで20年以上かかりましたが、少し頑張ればを丸ごと作れそがしています。今の自分があるのはあの時の新井先生の一喝のおかげです。先生にはとてもかないませんが自分も少しはフェロモンを出せているでしょ一度あの頃に戻ってcalamariprime rib steakを一緒に食べながらそういう話をしてみたいです。Let’s start with calamari.

宮島先生の背中

昨年(2018年)3月に定年で東大を退任された宮島篤先生への感謝文集の一部です。宮島先生は現在も東大の社会連携講座で研究を継続されています。


宮島先生の背中     
              熊本大学 発生医学研究所 西中村 隆一

 1993-1995年の2年間、DNAX研究所に留学した。当時私は東大医科研の新井賢一先生の大学院生だったが、ノックアウトマウス作成がうまくいっておらず、DNAX研究所に派遣されることになったのである。私がノックアウトの標的としたのは宮島篤先生が単離されたIL3/GM-CSF/IL5の受容体bc bIL3だったので、主にはRich Murray博士の研究室に所属してノックアウトの技術を習得しつつ、宮島先生のラボミーティングにも参加した。一方実験ベンチは新井直子先生のラボの中にいただいたので、3人のPIにお世話になりつつ、誰からも直接の管理を受けないというかなり自由気ままな立ち位置であった。それまで2年以上うまく行っておらず悲壮な覚悟での渡米だったが、Palo Altoはいつも晴天で、実験の待ち時間には近くの丘に登り、憧れのカリフォルニアを満喫した。実験が本格化するまでの1ヶ月間は図書室で小説を読んだりもしていたが、それを見かけた宮島さんから怒られることもなかった。
 当時の宮島研はDNAXLittle Tokyoとも呼んでもよいほど日本人を含む東洋人の比率が多く、不夜城であった。午前1時に帰宅するのは早い方で、3-4時はざらであった。私も午前 3-4時に帰宅して、翌朝9-10時に再開するサイクルで過ごした。宮島さんは夜遅くにラボを回って各メンバーに「どうすか?」と進捗を聞いていたが、翌朝にも回ってきて「どうすか?」と聞く。しかし、さすがにその間は睡眠に充てるしかなく、どうすかと聞かれても困るよねと岩本隆司さんがこぼしていた。私は直轄メンバーではないのでそういうことがなく彼に羨ましがられた。実際、実験の進捗はラボミーティング以外で聞かれたことはなく、急かされた記憶もない。本当に自由にやらせていただいた。高価な試薬も、理由も聞かずに承認のサインがもらえたし、DNAX研究所の宮島研はパラダイスであった。
 ラボを回っている時以外は、宮島さんは大抵自分の居室にいたが、廊下に面したドアにはガラス窓がついていて、中が見えた。宮島さんはいつも机に向かって何か書いていて、その背中が強く記憶に残っている。ほんとに勤勉に机に向かっていて、廊下を通るたびにいつも背中だけが見える。お気楽な大学院生であった私は、その背中をみる度にラボを運営するのはなんだかとても大変そうだと感じたものである。思えばあの頃の宮島さんはまだ40才台になったばかり、今の私より10年以上若い。研究構想を練ったり、次から次へと上がってくる論文の手直しをしたりしていたのであろうか。実際、私の初めての論文は当初Rich Murrayと書き進めていたが、一応形ができたところで宮島さんに見せたら直ちに大幅な修正意見をくらい、Richと板挟みになって困惑したことがある。最終的には宮島案が通り、その御蔭ですんなりとImmunityに採択された。私が研究者を志す大きなきっかけになった論文であり、あの日々がなければ今の私は存在しない。原孝彦さんが鋭い質問を繰り出し、若尾宏さんやAlice MuiSTAT5をクローニングし、北村俊雄さんがretrovirus vectorを立ち上げ、木下大成と一緒にボロ車で毎晩夕食に繰り出す、刺激的で懐かしいあの日々からもう20年以上が経ったとは信じられない。帰国後、私は腎臓発生を始めたが、宮島さんが血液から肝臓発生に転じたこともあって、長く交流が続いている。でも宮島さんといわれると一番に、あの背中が鮮やかに蘇ってくる。私の原点は間違いなくあの背中にある。