客观日本|横滨市立大学等开发iPS细胞源迷你肝脏的制造法及分化诱导补充剂

本文根据横滨市立大学研究成果发布资料编译而成
日本横滨市立大学研究生院医学研究科脏器再生医学领域的特别签约教授谷口英树和客座副教授关根圭辅等人组成的研究团队，与日本味之素公司和东京大学医科学研究所等合作，共同开发出了从人源iPS细胞中分化诱导制造iPS细胞迷你肝脏所需的3种细胞（肝细胞、血管内皮细胞、间充质细胞），并培养迷你肝脏的最佳分化诱导法，同时还开发除了符合生物原料标准的临床用分化诱导补充剂（StemFit? For Differentiation ，参考图1）。

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图1：新开发的临床用分化诱导补充剂StemFit? For Differentiation
此次的研究成果有望为提高人iPS细胞源迷你肝脏制造过程中的安全性、稳定性和功能性做出贡献。此外还确认，此次研发的StemFit? For Differentiation除迷你肝脏外，对利用人iPS细胞诱导分化肝细胞等内胚层细胞，以及血管和神经等多种细胞也有效。因此，作为制造这些细胞的临床用分化诱导补充剂，有望为各种再生医疗的实用化做出贡献。
研究内容研究团队以此前开发的利用人iPS细胞培养人iPS细胞源迷你肝脏所需的所有细胞的分化诱导法（Cell Rep. 23(6):1620-1629, 2018）为基础，研究了诱导肝细胞分化所需的各个步骤的培养基以及临床用分化诱导补充剂（图2）。

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图2：将迷你肝脏的制造过程分为多个步骤，开发了分化诱导法和培养基红字标出的是此次研究开发和确定的培养基或补充剂
研究团队首先成功开发了利用iPS细胞诱导分化定型内胚层细胞的培养基（图2中的第一步）。以往的分化诱导法在第一步诱导分化血管内皮细胞和间充质细胞时也使用相同的补充剂，因此，此次调查了针对分化肝细胞的第一步开发的补充剂是否也能有效诱导血管内皮细胞（第四步）和间充质细胞（第五步）的分化，结果显示是可以的。
另外，以往的方法使用的补充剂还被用于神经细胞的分化诱导，而此次开发的补充剂也确认可以有效诱导神经细胞的分化。在第二步中确认了味之素公司此前针对其他用途开发的培养基StemFit? Basic03的有效性，另外还成功地大幅提高了功能。在第三步检查完作为基础的培养基后，又逐一调查了补充剂的各种成分，发现即使去除大部分补充剂，培养基的功能也与以往基本相同。此外发现，将第三步中的培养基和其他市售培养基相结合，可以形成有效培养迷你肝脏（第六步）的培养基。最终结果显示，组合以上所有步骤制造的迷你肝脏能在体内发挥肝功能。
以上结果表明，此次成功开发了利用未分化的iPS细胞诱导分化制作迷你肝脏所需的肝细胞、血管内皮细胞和间充质细胞并培养迷你肝脏的分化诱导法，以及用于诱导分化的补充剂。该补充剂除肝细胞等内胚层细胞外，还能有效诱导血管和神经等多种细胞的分化，作为符合生物原料标准的分化诱导补充剂，有望在制造各种人iPS细胞源再生医疗用细胞的过程中为品质、有效性及安全性的提高做出贡献。

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图3：所有步骤都利用临床用培养基制造的iPS细胞源迷你肝脏（上图）迷你肝脏的培养过程。（下图）对上图的迷你肝脏逐一进行测量并量化。表示形成了具有一定形态的迷你肝脏。 Count：迷你肝脏的数量， Circularity：圆度， Diameter：直径， Area：面积
【客观日本|横滨市立大学等开发iPS细胞源迷你肝脏的制造法及分化诱导补充剂】论文信息题目：Generation of human induced pluripotent stem cell-derived liver buds with chemically defined and animal origin-free media期刊：Scientific ReportsDOI：10.1038/s41598-020-73908-1 分页标题