ヒトiPS細胞由来血管化肝臓オルガノイドで免疫抑制薬による血管障害の仕組みを解明~移植医療で使用される薬剤が引き起こす肝臓微小血管障害を世界で初めて可視化~

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2025-11-13 東京科学大学

ヒトiPS細胞由来の血管網を有する肝臓オルガノイドを免疫不全マウスに移植し、移植医療で用いられる免疫抑制薬「抗胸腺細胞グロブリン(ATG)」が肝臓の微小血管障害をどのように引き起こすかを世界で初めて明らかにした。実験モデルでは、まず補体(C3)が血管内皮上に沈着して急速な血栓が形成される「第一段階」、次にTGFβシグナルを介した好中球の集積・遅発性炎症による血管破綻「第二段階」が進行することが判明した。人臓器移植後に報告されていた類洞閉塞症候群(SOS)に伴う肝障害のメカニズム解明につながる成果で、同現象が実際の患者肝組織でも確認された。本研究で構築されたヒト肝臓オルガノイド+生体イメージングの評価プラットフォームは、薬剤性肝障害や血管障害の研究・創薬に応用可能な新たなツールとなることが期待される。

ヒトiPS細胞由来血管化肝臓オルガノイドで免疫抑制薬による血管障害の仕組みを解明~移植医療で使用される薬剤が引き起こす肝臓微小血管障害を世界で初めて可視化~
図1. 研究成果の概要
ヒト類洞構造を有する肝臓オルガノイドに、臓器移植後の免疫抑制剤であるATGを投与し、段階的に血栓形成が進行するメカニズムを解明した。

<関連情報>

ヒトiPSC由来血管新生肝オルガノイドを用いた抗胸腺細胞グロブリン誘発性微小血管症のモデル化 Modeling antithymocyte globulin-induced microvasculopathy using human iPSC-derived vascularized liver organoids

Shuntaro Kawamura ∙ Yosuke Yoneyama, ∙ Norikazu Saiki, ∙ … ∙ Yuta Hirata ∙ Yasunaru Sakuma ∙ Takanori Takebe
Cell Reports Medicine  Published:November 6, 2025
DOI:https://doi.org/10.1016/j.xcrm.2025.102433

Highlights

  • iPSC-derived vascularized liver organoids model ATG-induced hepatic microvasculopathy
  • ATG triggers complement-dependent early thrombosis in human liver sinusoids
  • ATG induces delayed proinflammatory responses of human LSECs with neutrophil degranulation
  • TGF-β pathway activation in human LSECs exacerbates ATG-driven prothrombotic state

Summary

Antithymocyte globulin (ATG) is a widely used immunosuppressive agent, yet its off-target vascular effects remain a clinical challenge in part due to a lack of relevant human models. Here, we uncover a biphasic mechanism of ATG-induced microvasculopathy using a humanized liver organoid platform derived from induced pluripotent stem cells (iPSCs). We show that ATG triggers a rapid, complement-dependent phase of injury restricted to human iPSC-derived liver sinusoidal endothelial cells (iLSECs), leading to C3 deposition and acute thrombosis specifically in human but not in mouse vessels. Transcriptomics reveals a delayed transforming growth factor β (TGF-β) pathway-driven proinflammatory program that coincides with neutrophil recruitment and degranulation, while pharmacological TGF-β blockade attenuates thrombosis and flow disturbance. Our findings reveal a pathogenic sequence of complement and TGF-β pathway activation and establish a translational platform for dissecting human liver-specific microvasculopathy in vivo.

医療・健康
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