Cryopreservation of hiPS-derivd hepatic progenitor cells and application to acute liver failure treatment

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K08662
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: 白水 泰昌 関西医科大学, 医学部, 講師 (20279186)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ヒトiPS細胞 / 肝細胞

Outline of Annual Research Achievements

ヒトinduced pluripotent stem cell (iPSC)は、無血清培地下にて内胚葉細胞から肝前駆細胞、さらにはより成熟した肝細胞への分化誘導が可能である。一方分化誘導の過程でその増殖能は経時的に低下していき、ヒトiPSC由来肝細胞の長期間に渡る維持培養は困難とされ臨床応用に向けての一つの大きな障壁となっている。本研究において我々はヒトiPSC由来肝細胞移植の臨床応用を目指し、in vitroにおける分化誘導肝細胞の増殖能の維持を目指してその培養条件の検討に取り組んだ。ヒトiPSCから分化誘導した肝前駆細胞の培養条件にサイトカインおよび低分子化合物を組み合わせることで、血清やfeeder細胞、またsorting技術を用いることなく20継代以上の長期培養に成功した。この培養方法は、当研究室で樹立したヒトiPSC株を含む複数のiPSC株において再現可能であった。定量PCRおよび免疫細胞染色を用いた評価では、長期培養後の細胞は肝前駆細胞に特徴的なAFPやHNF4a、ALBを発現していることに加え、より成熟した肝細胞に特徴的なASGPR1やAATの発現も確認された。FACS解析では長期継代後の細胞の約50%がASGPR1陽性細胞で、sorting後の培養維持も可能であった。また肝細胞機能評価として、培養上清中へのALBの分泌や、薬剤投与後のCYP誘導も確認された。さらに、通常プロトコールで分化誘導したヒトiPSC由来肝細胞は凍結保存が困難であったが、長期継代後の細胞はslow cooling法による凍結保存が可能であり、速やかな移植治療の介入を必要とする劇症肝不全や一部の代謝生肝疾患においても治療への応用が可能であると考えられた。