JP4759723B2 - 胚性幹細胞から目的の細胞を得る方法 - Google Patents
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Curr. Op. Cell Biol., 7, 862, 1995 Stem Cells, 19, 193, 2001 Biol. Reprod., 68, 1727, 2003 Stem Cells, 20, 146, 2002 Liver Transplantation, 9, 1094, 2003 Hepatology, 36, 22, 2002 FEBS Letters, 497, 15, 2001
(a)胚性幹細胞から胚様体を形成する工程、及び
(b)該胚様体を下記の培地:
・該培地は、目的の細胞の成育に必須である1以上の物質を実質的に含まない
・該物質は、目的の細胞に存在しかつ該細胞群に含まれる目的の細胞以外の細胞には存在しない代謝酵素の産物である
・該培地は、該代謝酵素が該産物を生成するための基質を含む
で培養する工程を含む方法を提供する。
・該培地は、目的の細胞の成育に必須である1以上の物質を実質的に含まない
・該物質は、目的の細胞に存在しかつ該細胞群に含まれる目的の細胞以外の細胞には存在しない代謝酵素の産物である
・該培地は、該代謝酵素が該産物を生成するための基質を含む
で培養する工程を含む方法を提供する。
・該培地は、目的の細胞の成育に必須である1以上の物質を実質的に含まない
・該物質は、目的の細胞に存在しかつ該細胞群に含まれる目的の細胞以外の細胞には存在しない代謝酵素の産物である
・該培地は、該代謝酵素が該産物を生成するための基質を含む;及び、
胚性幹細胞から分化した目的の細胞を含む細胞群から実質的に目的の細胞からなる細胞培養物を得るための培地である、下記の培地:
・該培地は、目的の細胞の成育に必須である1以上の物質を実質的に含まない
・該物質は、目的の細胞に存在しかつ該細胞群に含まれる目的の細胞以外の細胞には存在しない代謝酵素の産物である
・該培地は、該代謝酵素が該産物を生成するための基質を含む
が提供される。
本発明の方法により実質的に肝細胞のみからなる細胞培養物が得られたことは、インドシアニングリーン(ICG)が肝細胞に特異的に取り込まれることを利用した方法(Stem Cells, 20, 146, 2002等参照)や、肝細胞に特異的な遺伝子の発現を検出する方法等により確認することができる。
(1)マウスES細胞の培養継代と胚様体の形成
129/Ola系マウス由来のES細胞、E14tg2a 及びそのOct3/4遺伝子座にブラストシジン耐性遺伝子を挿入し未分化ES細胞を選択可能なEB5を、10%仔牛血清、非必須アミノ酸、1mMピルビン酸ナトリウム、0.1mM2-メルカプトエタノール及び1000U/ml、 LIFを含むGMEM培地に定法(5%Co2, 37(C)によって継代培養した。ES細胞からの胚様体の形成は以下のように行った。ES細胞を生理食塩水(PBS)で洗浄後、0.05%トリプシン 0.53mM EDTA処理、停止を行い、ピペッティングにて分散させた細胞を、1000個のES細胞を10%仔牛血清、非アミノ酸、1mMピルビン酸ナトリウム、0.1mM2-メルカプトエタノールを含むGMEM培地(以下ES media LIF(-)とする) 30(lに浮遊させ、培養皿の底に付着させ、天地を反転させ(以下hanging drop methodとする)、定法にて培養し、胚様体を形成させた。
上記にて胚様体の形成開始2日後、反転させた培養皿を元に戻し、ES media LIF(-)を追加し、さらに定法にて培養した。培地は、ES media LIF(-)を2日ごとに交換した。EB作成開始21日、表1に示す組成の、アルギニン、チロシンを除いて、オルニチン、グリセロール、プロリン、インスリン、デキサメサゾン、アプロチニン、メルカプトエタノール、透析した仔牛血清を添加した培地(以下hepatocyte selection media, HSM)に変更し、2日に一度培地を交換して、肝細胞に分化させると同時に肝細胞を選択・分離した。
ICGを培地に添加し15分間定法にて培養し、光学顕微鏡にて、ICGを取り込んで緑色を呈する肝細胞を確認した。
(4)肝細胞に特異的な遺伝子発現の確認
細胞よりRNAを抽出し、逆転写酵素にて相補的DNA(cDNA)を合成し、PCR法(RT-PCR法にて transthyretin(TTR), アルブミン(Alb)、alpha-feto protein(AFP)を増幅し、2.0%アガロースゲルにて電気泳動した。
(5)肝細胞の濃縮の確認
0.05%トリプシン 0.53mM EDTA処理、停止を行い、ピペッティングにて分散させた細胞を光学顕微鏡下に計測して、解析した。
(1) 胚様体から肝細胞への分化と濃縮の確認
HSMによる培養で肝細胞に分化することを、肝細胞に特異的に取り込まれるICGを培地に添加し、肝細胞が生存することを確認した。具体的には、HSMに変更後2ごとに培地を交換し、10日後、培地にICGを添加した。対照として、ES media LIF(-)にて培養し、比較検討した。図1には、ICG添加後の細胞の肉眼像を示す。HSMで培養した細胞塊はICGを取り込んでおり、肝細胞であることが示されている。なお、ES media LIF(-)で培養した細胞群でも、HSMとほぼ同様のICG陽性を呈している。
肝細胞に特異的な遺伝子の発現を検出して肝細胞への分化を確認した。HSMに培地を変更し、2日ごとに培地を交換して10日、RNAを抽出してRT-PCR法を行った結果を図2に示す。HSMで培養した細胞はTTR、Alb、AFPを発現しており、肝細胞であることが示された。なお、対照のES media LIF(-)で培養した細胞ではAlbの発現がみられず、肝細胞への分化が不十分であることが示された。なお、陰性対照とした水では、PCRでは増幅産物が得られなかった。また、ES細胞を、LIF を含む未分化な状態に保つ培地では、TTR, Alb, AFPともに増幅されず、未分化な状態であることが示された。
HSMにて肝細胞以外の細胞が死滅することを細胞数を計測して確認した。HSMに培地を変更して2日ごとに培地を交換した。細胞数は、HSMへ変更直前、変更後10日後に細胞数を計測した。図3は細胞数の変化を示す。HSMによる培養では、対照としたES media LIF(-)の1/6にまで細胞数が減少したことが示され、肝細胞以外の細胞が死滅し、肝細胞のみが濃縮され、分離されたことを示唆している。またHSMでは、細胞数が増加しているので、肝細胞への分化が促進されたものと考えられる。
Claims (1)
- 胚性幹細胞から分化した肝細胞を含む胚様体から実質的に肝細胞からなる細胞培養物を得る方法であって、該肝細胞を含む胚様体を、下記の表1の組成の培地で培養する工程を含む方法
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