大阪公立大学研究生院兽医学研究科的鸠谷晋吾教授和塚本雅也客座研究员（兼国立成育医疗研究中心研究员）等的研究团队与Anicom先进医疗研究所株式会社、Tokiwa Bio株式会社共同发布研究成果称，成功实现了犬iPS细胞的稳定制造。通过确定6个初始化基因并导入尿源细胞，与使用成纤维细胞的传统制造方法相比，制造效率提高了约120倍。此外，研究团队还成功制作出了不使用饲养细胞的犬iPS细胞。今后的目标是为世界各地的研究人员提供犬iPS细胞，实现兽医学领域的再生医疗。该成果有望推动兽医学领域再生医学研究的发展。相关成果已刊登在国际学术杂志《Stem Cell Reports》2023年12月22日号上。
图 将6个犬基因导入尿液来源细胞，在无饲养细胞（feeder free，纯因子培养）条件下成功培养出了犬iPS细胞株（供图：大阪公立大学鸠谷晋吾教授）
iPS细胞已被应用于人类再生医学，今后也有望应用于兽医学。
迄今为止，研究团队一直致力于通过将4个人类初始化基因导入成纤维细胞来制造犬iPS细胞，但一直存在制造效率低的问题。另外，因犬类发情周期难以掌握，很难获得受精卵，所以ES细胞（胚胎干细胞）的研究未能进展，缺乏知识，使得研究变得更加困难。
此次研究团队探讨了6个基因（LIN28A、OCT3/4、SOX2、C-MYC、KLF4、NANOG），而不是之前使用的4个人类初始化基因。此外，关于导入细胞，也研究了采集压力较小的尿液来源细胞的使用。
通过比较犬和人的6个基因，发现只有NANOG的相似率较低，因此选择了犬6基因。之后，将其加载到仙台病毒载体（SeV）上，创建了2种具有不同基因表达的病毒载体。将每种病毒载体导入成纤维细胞并在饲养细胞（人iPS细胞培养基）上进行培养。
结果表明，初始化效率比传统方法提高了约9倍。并证实，犬初始化基因促进了犬体细胞的初始化。
对建立的犬iPS细胞进行siRNA处理以去除载体并进行特性评估后，证实其具有作为多能干细胞保持未分化状态，及分化成三胚层的功能。还证实，使用从成犬身上提取的成纤维细胞也能制造iPS细胞，但制造效率较低。
此外，研究还发现，在无饲养细胞条件下使用犬胎儿成纤维细胞培养也可以制成犬iPS细胞。
最后，使用犬尿液来源细胞同样通过载体导入犬6基因后，成功地制成了iPS细胞。制造效率为0.15%～2.43%，比传统方法高出约120倍。并且确认了作为多能干细胞，具有维持未分化状态和分化成三胚层的功能，核型分析也证实在染色体水平上没有异常。在无饲养细胞条件下也可以制造，但制作效率有所降低（0.05%）。
本次研究使用了5只比格犬的尿液，但制造效率因个体而异，同时也因载体的基因表达而异。
未来，研究团队将与科研人员广泛分享已建立的iPS细胞，推动iPS细胞在兽医领域的研究。还将推进iPS细胞在动物疾病治疗、疾病机制阐明和药物发现筛选方面的应用。据悉，该研究室目前正在探讨通过分化成红细胞制造血液制品的可能性。
鸠谷教授表示：“与医学研究相比，针对犬类的兽医学研究在人员和研究资金方面都十分匮乏。在此背景下，通过大量的试验和摸索，终于开发出了可以高效地制造安全的犬iPS细胞的方法。作为一名兽医，我诊治过非常多的动物，但也遇到了许多无法治疗或尚未阐明的疾病。今后，我们将继续开展用犬iPS细胞制造犬身体各种细胞的研究，并将其应用于病犬的治疗和病理的阐明。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Stem Cell Reports
论文：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
