Scientists

教授

小池 博之こいけ　ひろゆき

生体運命制御部門
オルガノイド

研究テーマ

  • 造血システムおよび自律神経系の加齢メカニズムの解明
  • オルガノイドを用いた細胞間・臓器間ネットワークの加齢変容解析
  • オルガノイドを用いた加齢介入技術の開発
研究室ホームページ

経歴

2007年東北大学工学部卒。2009年同大学院工学研究科博士課程前期修了。2014年横浜市立大学大学院医学研究科博士課程修了。2014年スタンフォード大学幹細胞生物学再生医学研究所ポストドクトラルフェロー、2015年シンシナティ小児病院医療センター消化器部門リサーチフェロー。2018年東京医科歯科大学難治疾患研究所助教、2019年日本医科大学医学部助教、2022年同講師。2023年東京科学大学大学院医歯学総合研究科准教授。2026年東京理科大学研究推進機構生命医科学研究所教授。

本研究室では、ヒトiPS細胞や初代細胞を用いて、ヒト臓器を模した三次元組織「オルガノイド」を構築し、それを基盤とした研究を展開しています。特に、造血システムおよび自律神経系に着目し、加齢に伴う機能変化とその分子基盤の解明を目指しています。さらに、加齢の仕組みを明らかにするだけでなく、オルガノイドを新たな介入基盤として活用することで、ヒトの機能再生につながる研究を推進しています。

1.　周辺環境（ニッチ）制御を介した造血幹細胞の機能回復機構の解明

造血システムは、造血幹細胞によって維持・制御されています。加齢に伴って造血幹細胞の機能は変容し、その結果、免疫機能の低下や加齢関連疾患の発症・進行につながることが知られています。当研究室では、造血幹細胞を取り巻く周辺環境（ニッチ）に着目し、ニッチの制御を通じて加齢した造血幹細胞の機能を回復し、生体恒常性の維持や加齢関連病態の抑制につながる仕組みの解明を目指しています。さらに、このようなニッチ環境をオルガノイド技術によって再構築し、加齢造血制御の新たな研究基盤の確立を進めています。

2.　自律神経の加齢変容に伴う臓器機能制御メカニズムの解明

自律神経は全身のさまざまな臓器に投射し、恒常性維持に重要な役割を果たしています。当研究室では、特に交感神経に注目し、加齢に伴って自律神経がどのように変容するのか、その原因、さらにその変化が各臓器の機能にどのような影響を及ぼすのかを、複数臓器にわたって分子・細胞レベルで明らかにすることを目指しています。

3.　オルガノイドを基盤とした加齢の細胞間・臓器間ネットワークメカニズムの解明

ヒトiPS細胞や初代細胞を用いて老化のオルガノイドモデルを構築し、ヒトで生じる老化のメカニズムを、細胞間および臓器間ネットワークの観点から解明します。さらに、老化オルガノイドモデルを活用し、老化の進行過程の可視化、薬剤スクリーニング、治療標的やバイオマーカーの同定、さらには再生医療技術や個別化医療への応用を目指します。

代表的な業績　*:corresponding author, #:equal contribution

  2. Koike H*, Sugimura M, Ouchi R, Yoshimoto Y, Manabe I, Oishi Y*. Macrophage subpopulation promotes skeletal muscle regeneration through HGF/MET signaling-mediated skeletal muscle stem cell proliferation. Aging Cell. 24 (6): e70042. 2025. https://doi.org/10.1111/acel.70042
  3. Honda A, Koike H, Dohi T, Toyohara E, Hayakawa S, Tobe K, Manabe I, Ogawa R, Oishi Y*. CD206+ macrophages facilitate wound healing through interactions with Gpnmbhi EMBO Rep. 26 (14): pp.3679-3704. 2025. https://doi.org/10.1038/s44319-025-00496-4
  4. Oishi Y*,#, Koike H# (#:co-first authors), Kumagami N, Nakagawa Y, Araki M, Taketomi Y, Miki Y, Matsuda S, Kim H, Matsuzaka T, Ozawa H, Shimano H, Murakami M, Manabe I. Macrophage SREBP1 regulates skeletal muscle regeneration. Front Immunol. 14: 1251784. 2024. https://doi.org/10.3389/fimmu.2023.1251784
  5. Otomo K, Omura T, Nozawa Y, Edwards SJ, Sato Y, Saito Y, Yagishita S, Uchida H, Watakabe Y, Naitou K, Yanai R, Sahara N, Takagi S, Katayama R, Iwata Y, Shiokawa T, Hayakawa Y, Otsuka K, Watanabe-Takano H, Haneda Y, Fukuhara S, Fujiwara M, Nii T, Meno C, Takeshita N, Yashiro K, Rosales Rocabado JM, Kaku M, Yamada T, Oishi Y, Koike H, Cheng Y, Sekine K, Koga JI, Sugiyama K, Kimura K, Karube F, Kim H, Manabe I, Nemoto T, Tainaka K, Hamada A, Brismar H, Susaki EA*. descSPIM: an affordable and easy-to-build light-sheet microscope optimized for tissue clearing techniques. Nat Commun. 15 (1): 4941. 2024. https://doi.org/10.1038/s41467-024-49131-1
  6. Ouchi R*, Koike H*. Modeling human liver organ development and diseases with pluripotent stem cell-derived organoids. Front Cell Dev Biol. 11: 1133534 , 2023. https://doi.org/10.3389/fcell.2023.1133534
  7. Koike H, Manabe I, Oishi Y*. Mechanisms of cooperative cell-cell interactions in skeletal muscle regeneration. Inflamm Regen. 42 (1): 48, 2022. https://doi.org/10.1186/s41232-022-00234-6
  8. Koike H, Iwasawa K, Ouchi R, Maezawa M, Kimura M, Kodaka A, Nishii S, Thompson WL, Takebe T*, Engineering human hepato-biliary-pancreatic organoids from pluripotent stem cells. Nat Protoc. 16 (2): pp.919-936, 2021. https://doi.org/10.1038/s41596-020-00441-w
  9. Liu L, Koike H, Ono T, Hayashi S, Kudo F, Kaneda A, Kagechika H, Manabe I, Nakashima T, Oishi Y*. Identification of a novel KLF5-dependent program and drug development for skeletal muscle atrophy. Proc Natl Acad Sci USA. 118 (35): e2102895118, 2021. https://doi.org/10.1073/pnas.2102895118
  10. Shinozawa T, Kimura M, Cai Y, Saiki N, Yoneyama Y, Ouchi R, Koike H, Maezawa M, Zhang RR, Dunn A, Ferguson A, Togo S, Lewis K, Thompson W, Asai A, Takebe T*, High-Fidelity Drug Induced Liver Injury Screen Using Human PSC-derived Organoids. Gastroenterology. 160 (3): pp.831-846, 2021. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2020.10.002
  11. Han L#, Chaturvedi P#, Kishimoto K#, Koike H# (#:co-first authors), Nasr T, Iwasawa K, Giesbrecht K, Witcher PC, Eicher A, Haines L, Lee Y, Shannon JM, Morimoto M, Wells JM, Takebe T, Zorn AM*, Single cell transcriptomics identifies a signaling network coordinating endoderm and mesoderm diversification during foregut organogenesis. Nat Commun. 11 (1): 4158, 2020. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17968-x
  12. Koike H, Iwasawa K, Ouchi R, Maezawa M, Giesbrecht K, Saiki N, Ferguson A, Kimura M, Thompson WL, Wells JM, Zorn AM, Takebe T*, Modeling human hepato-biliary-pancreatic organogenesis from the foregut-midgut boundary, Nature, 574 (7776): pp.112-116, 2019. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1598-0
  13. Ouchi R, Togo S, Kimura M, Shinozawa T, Koido M, Koike H, Thompson W, Karns RA, Mayhew CN, McGrath PS, McCauley HA, Zhang RR, Lewis K, Hakozaki S, Ferguson A, Saiki N, Yoneyama Y, Takeuchi I, Mabuchi Y, Akazawa C, Yoshikawa HY, Wells JM, Takebe T*. Modeling Steatohepatitis in Humans with Pluripotent Stem Cell-Derived Organoids. Cell Metab. 30 (2): pp.374-384, 2019. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.05.007
  14. Koike H, Zhang RR, Ueno Y, Sekine K, Zheng YW, Takebe T*, Taniguchi H*. Nutritional modulation of mouse and human liver bud growth through a branched-amino acid metabolism. Development. 144 (6): pp.1018-1024, 2017. https://doi.org/10.1242/dev.143032
  15. Koike H, Takebe T*, Generating Mini-Organs in Culture, Curr Pathobiol Rep. 4 (2): pp.59-68, 2016 https://doi.org/10.1007/s40139-016-0101-y
  16. Takebe T*, Enomura M, Yoshizawa E, Kimura M, Koike H, Ueno Y, Matsuzaki T, Yamazaki T, Toyohara T, Osafune K, Nakauchi H, Yoshikawa HY*, Taniguchi H. Vascularized and complex organ buds from diverse tissues via mesenchymal cell-driven condensation. Cell Stem Cell. 16 (5): pp.556-565, 2015. https://doi.org/10.1016/j.stem.2015.03.004
  17. Koike H, Ueno Y, Naito T, Shiina T, Nakata S, Ouchi R, Obana Y, Sekine K, Zheng YW, Takebe T, Isono K, Koseki H, Taniguchi H*, Ring1B Promotes Hepatic Stem/Progenitor Cell Expansion by Simultaneous Repression of Cdkn1a and Cdkn2a, Hepatology. 60 (1): pp.323-333, 2014. https://doi.org/10.1002/hep.27046
  18. Koike H, Ouchi R, Ueno Y, Nakata S, Obana Y, Sekine K, Zheng YW, Takebe T, Isono K, Koseki H, Taniguchi H*. Polycomb group protein Ezh2 regulates hepatic progenitor cell proliferation and differentiation in murine embryonic liver. PLoS One. 9 (8): e104776. 2014. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0104776
  19. Takebe T*, Zhang RR#, Koike H# (#:co-second authors), Kimura M, Yoshizawa E, Enomura M, Sekine K, Taniguchi H*, Generation of a vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant. Nat Protoc. 9 (2): pp.396-409. 2014. https://doi.org/10.1038/nprot.2014.020
  20. Takebe T*, Sekine K, Enomura M, Koike H, Kimura M, Ogaeri T, Zhang RR, Ueno Y, Zheng YW, Koike N, Aoyama S, Adachi Y, Taniguchi H*. Vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant. Nature. 499 (7459): pp.481-484, 2013. https://doi.org/10.1038/nature12271
  21. Koike H, Kubota K, Sekine K, Takebe T, Ouchi R, Zheng YW, Ueno Y, Tanigawa N, Taniguchi H*, Establishment of automated culture system for murine induced pluripotent stem cells. BMC biotechnol. 12: 81, 2012. https://doi.org/10.1186/1472-6750-12-81
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