バイオリアクターを用いたヒトiPS由来膵β細胞の大量調製

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K18024
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 小長谷 周平 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (60770295)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: バイオリアクター / iPS細胞 / 分化誘導 / 膵島 / 大量培養

Outline of Annual Research Achievements

Ⅰ型糖尿病の根本治療法として膵島移植が行われているが、膵島の不足が問題となっている。膵島移植の新たな細胞供給源としてES/iPS細胞から分化誘導した膵島の利用が期待されている。移植治療のためには約10＾9 個程度の大量な細胞が必要であるので、大量分化培養法の確立は必要不可欠である。本研究では、バイオリアクターを用いたヒトiPS細胞から膵島細胞の三次元分化誘導法の確立を目的とした。これまでに、ヒトiPS細胞から誘導した膵前駆細胞の増幅培養の検討を行い、マイクロウェル用いた静置培養系で約10^8倍に増幅することができた。本研究では、主にバイオリアクターを用いた三次元攪拌培養の検討を中心に行った。30ｍLスケールのバイオリアクターでiPS細胞由来膵前駆細胞の増幅培養を行ったところ、継代培養が可能であり、静置培養と同程度の増殖速度で膵前駆細胞を増幅することができた。増幅した細胞は高頻度に膵前駆細胞マーカーのPDX1及び細胞増殖マーカーのKi67を発現していた。続いて、培養液を膵β細胞への分化培地へ交換することにより、バイオリアクター内での分化誘導行った。約2週間の培養後、膵前駆細胞は膵β細胞マーカーのINS及びNKX6.1陽性細胞へと分化した。以上のように、膵前駆細胞の増幅及び膵β細胞への分化を可能とする三次元攪拌培養系を確立することができた。今後は、臨床応用を目指し、培養系のスケールアップを検討していきたい。