【焦点人物】31岁当教授,在RFID芯片上培育出肝脏原基

产学研合作系列 2018年11月02日
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近日,日本横滨市立大学、东京医科齿科大学教授武部贵则宣布研发出一项新的技术成果,这项技术以使用诱导性多功能干细胞(iPS细胞)培育人类肝脏类器官为基础,运用近年迅猛发展的数字技术,开发新药和移植。这位31岁便晋升为教授的年轻人受到了广泛关注。

◆ 成果不断,成关注焦点

今年7月,东京医科齿科大学的特别讲堂里,各路媒体蜂拥而至。他们都是为了前来参加统合研究机构的武部贵则教授有关最新研究成果的发布会。

众所周知,自2006年发现诱导性多功能干细胞(iPS细胞)以来,再生医疗领域不断取得进展,2012年京都大学山中伸弥教授斩获诺贝尔生理学或医学奖,使得再生医学领域瞬间活跃起来。

日本根据不同的内脏器官与不同的研究方法,各家机构有不同的分工:大阪大学负责心脏;京都大学负责血小板与神经;国立研究开发法人理化学研究所负责视网膜;而武部贵则所属的横滨市立大学负责肝脏。由此,科研成果不断涌现,如大阪大学和日本泰尔茂公司将再生医学应用于心脏病的治疗,他们使用患者本人细胞制作“细胞层”**1并将其产品化;此外,大阪大学在去年成立了风险投资公司“CUORiPS”,旨在研发通过iPS細胞制取心肌片并推动其商品化。

武部贵则教授

武部贵则教授

武部贵则就是其中一位成果不断的人。2013年,27岁的武部贵则利用iPS细胞,世界首次成功制作出了具有血管构造的肝脏。武部贵则的成果不是制作一个微小细胞,而是直接制造出整个内脏器官,这是一个划时代的创举。不仅如此,他提出的“广告医学”这一新门类也获得了广泛关注。

今年1月,横滨市立大学宣布任命武部贵则为尖端医学研究中心教授,兼任医学部医学科脏器再生医学教授。短短两周后,东京医科齿科大学也宣布任命武部贵则为统合研究机构尖端医齿工学创成研究部门的教授。在日本推行交叉任职制度的背景下,31岁成为教授是史无前例的事情,因此武部贵则现象引起了业界的广泛热议。

不仅如此,武部贵则还兼任美国俄亥俄州辛辛那提儿童医院干细胞·类器官医学中心副主任,现在他仍然每个月要花上近一半的时间在美国从事研究活动。

◆ 用微型IC芯片读取肝脏机能

武部贵则刊登在美国出版社Cell Press发行的期刊《iScience》的研究成果显示,一种大小仅为4微米左右的微型IC芯片“RFID”被成功植入由iPS细胞制作而成的被称作“迷你肝脏”的类器官中,这种IC芯片目前应用在电子货币“Suica”(西瓜卡)等方面**2。

通过读取RFID的数据,科研人员可以识别类器官,从而提高使用iPS細胞制造新药的效率。具体就是能够读取肝脏机能和脂肪储备程度等数据。如果利用iPS细胞,从患者的细胞中制作肝脏,那么在体外重现疾病将成为可能。这将便于研究人员一次性投入多种药剂进行实验,以找到有药效的药物,可以提升速度。

发布会结束后,武部贵则仍被媒体围住

发布会结束后,武部贵则仍被媒体围住

令人惊讶的是,他们使用的芯片是日本SK-Electronics公司制造的市售微型芯片“RFID”。科研人员在作为迷你肝脏进行培养的组织中的FRID周围制作空洞,通过向洞中注满胆汁等分泌物,确认了类器官和RFID都能工作。将来如果能开发出带有感应器的RFID,应用范围将进一步扩大。武部贵则指出“我们也和日本的企业进行了沟通,最后决定这一次采用市面上销售的芯片,同时我们也将进一步寻找RFID的研发伙伴,以及能够从事这些技术研发的企业。”

◆ 希望通过再生医学尽可能多地挽救患者

武部贵则研究的初心来自于他的父亲。武部贵则上小学三年级时,父亲脑梗发作进入病危状态,后来奇迹般生还,经过一年左右的术后康复,最后重返社会。这件事成为了武部贵则立志做一名医生的契机。

武部贵则曾在美国哥伦比亚大学移植医疗一线工作,目睹很多等待器官移植的患者虽然不是重症,但却等不到捐献者不幸离世的现状,最终能得救的患者寥寥无几。于是,他想再生医学应该有所作为,为此他放弃了临床医生,选择了医疗科研这条路。他研究了胆管与胰腺、肠等器官与肝脏的互动,并成功制作出了胰腺、肝脏、肠、肺、心脏、脑等内脏原基。

对待工作的真诚态度与灵活的思路,便是这个年轻的研究人员备受人们期待的原因。

出处:《产学官合作期刊》 2018年10月号
采访·执笔:《产学官合作期刊》编辑长 山口泰博
翻译·编辑:JST客观日本编辑部

参考文献
**1:
山口泰博.“再生医療で重症心不全患者を救う”(使用再生医学救治重度心力衰竭患者).産学官連携ジャーナル2016年12月号(产学官合作期刊2016年12月).
https://sangakukan.jst.go.jp/journal/journal_contents/2016/12/articles/1612-06/1612-06_article.html,(accessed 2018-10-01).

**2:
Kimura, M; Azuma, M.; Zhang, R.; Thompson, W.; Mayhew, C.; Takebe, T. Digitalized Human Organoid for Wireless Phenotyping. iScience. 2018, vol. 4, June 29, p. 294-301.
https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(18)30062-2,(accessed 2018-10-01).

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