奈良先端科学技術大学院大学（学長：塩﨑一裕）先端科学技術研究科 バイオサイエンス領域 器官発生工学研究室の磯谷綾子准教授、国立研究開発法人 国立長寿医療研究センター研究所（理事長：荒井秀典）実験動物管理室の由利俊祐室長（研究当時、奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科 バイオサイエンス領域 助教）の研究グループは、胚盤胞補完法と呼ばれる技術で、腎臓を欠損するマウスの体内でラットの多能性幹細胞（PSC）由来の腎臓を作り出すことに成功しました。
胚盤胞補完法は、特定臓器が形成できない胚にES細胞（ESC）やiPS細胞（iPSC）などのPSCを注入し、PSCに由来する臓器を生体内で作製する技術です。本技術により作成された臓器は立体構造をもつことから、将来的には、移植用臓器の作製法として期待されています。しかし、腎臓は発生機構が極めて複雑であり、特にラット細胞をマウスへ導入する異種間の組み合わせ条件では、これまで腎臓形成についての報告がありませんでした。
研究グループは今回、複数の腎形成不全モデルマウス（Sall1欠損、Ret欠損、Osr1欠損）を比較解析しました。その結果、Sall1欠損では腎臓発生に必須な「ネフロン前駆細胞」（NPC）、Ret欠損胚では腎臓形成に必須な「尿管芽」（UB）、Osr1欠損胚ではNPCとUBの両方の発生領域が欠損していることを明らかにしました。
さらに、ラットESCをOsr1欠損マウス胚へ注入したところ、ラット細胞が腎臓発生領域へ高率に寄与した場合のみ、NPCとUBの由来組織がラット細胞により構成されることが明らかとなりました。本研究成果は、異種間での臓器形成には「臓器発生に必要な細胞が、発生領域に適切な量として存在する」ことが極めて重要であることを示すものです。本研究で得られた知見は今後、異種間臓器形成の発生学的適合性を理解する上で重要な知見となると考えられます。