2016 Fiscal Year Annual Research Report
Differentiation of human iPS cells into hepatocytes and enterocytes: Development of first pass effect assessment model
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26293036
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
松永 民秀 名古屋市立大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (40209581)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大森 栄 信州大学, 医学部附属病院, 教授 (70169069)
永田 清 東北医科薬科大学, 薬学部, 教授 (80189133)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ヒトiPS細胞 / 分化誘導 / 肝細胞 / 腸管上皮細胞 / 薬物動態 / 経口バイオアベイラビリティ / デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はヒト人工多能性幹細胞（iPS細胞）を肝細胞及び腸管上皮細胞に分化させ、創薬研究などの薬物動態試験に利用可能な薬物動態評価系を構築することを目的とする。
ヒトiPS細胞は、国立成育医療研究センター研究所の梅澤博士からご提供いただいた細胞を用いた。肝細胞への分化誘導は特殊ポリマーを用いた浮遊培養 (3D群) にて行い、コントロールとして同様のポリマー含有培地を用いて平面培養にて分化誘導を行った細胞 (2D群)と比較した。その結果、肝細胞特異的な遺伝子の発現が経時的に上昇し、肝細胞に分化したことが認められた。しかし、得られるスフェロイドの数が少なく、大きさが不均一であったことから、スフェロイド形成をパターンプレートを用いて行った。スフェロイドのサイズやポリマーの検討を行ったところ、薬物動態関連遺伝子の発現が平面培養と比較して浮遊培養により上昇した。また、CYP活性についても浮遊培養において平面培養よりも有意な上昇が認められた。一方、ヒトiPS細胞の腸管上皮細胞への分化誘導法について低分子化合物添加の影響について検討した。その結果は、腸管上皮マーカー及び薬物動態関連遺伝子のmRNA発現が顕著に増加した。さらに、薬物代謝酵素活性や薬物トランスポーターの輸送活性も認められた。さらに、細胞の極性も確認できた。
経口アベイラビリティ評価を行うデバイスについて開発を行った。開発では、腸管細胞としてCaco-2細胞、肝細胞としてCYP3A4遺伝子導入HepG2細胞を用いた。その結果、新規に作成したデバイスにおいて、腸管上皮細胞のモデル細胞と肝細胞のモデル細胞を同時に用いることで、従来の方法では不可能であった薬物の腸管からの吸収と代謝、肝臓での代謝を同時にかつ簡便に評価することが可能となった。今後、ヒトiPS細胞由来腸管上皮細胞及び肝細胞を用いてデバイスの評価を行うことで、経口アベイラビリティの予測性について検討する。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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