JP5897543B2 - Ｗｎｔシグナル経路の調節による多能性細胞から肝細胞様細胞への分化誘導と成熟 - Google Patents

Description

本発明はヒト多能性幹（ｈＰＳ）細胞由来の肝細胞の成熟と分化誘導を達成させるウィングレス インテグレーション ジーン（ｗｉｎｇｌｅｓｓ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｇｅｎｅ）（Ｗｎｔ）シグナル経路の調節に関するものである。さらに本発明は、その細胞が器官形成の間の特定の発生段階である場合には、Ｗｎｔ経路の活性化のためのグリコーゲンシンターゼキナーゼ３（ＧＳＫ３）阻害剤の使用に関連している。本発明の発明者らは、ここに開示されているように、ＧＳＫ−３阻害剤が、特定の発生段階で、成長培地に添加されたとき、肝細胞様細胞の均質集団と同等以上に純粋な肝細胞様細胞についての機能的な特徴を導き、より成熟させることを発見し、その技術方法の現在利用可能な状態と比較した。

ヒト多能性幹細胞（ｈＰＳ）が、様々なヒト細胞型の入手可能性を根本的に変えることを期待されている。多能性のあるヒト胚性幹（ｈＥＳ）細胞と人口多能性幹（ｈｉＰＳ）細胞を増殖し、続いてそれらを要望された目的の細胞型に分化させる可能性は、生体内や生体外での適用範囲であるため、安定して、事実上限界なしに細胞の供給を提供する。

肝不全や末期の肝臓の病気は、世界中で死因の大きな割合を占め、医療制度の大きな負担である。肝臓移植手術は依然、最も成功している治療法である。しかしながら、この治療の効果は限定的で、拒絶反応や感染症のような多くの合併症に繋がっている。また、肝臓移植手術は臓器のドナー不足や治療した患者の非常に多くが一生、免疫抑制治療に苦しんでいる。臓器の必要性が下がることによって、これらの深刻な病気に苦しんでいる社会と個々のどちらにとっても、細胞ベースの治療がとても重要になる。

その上、肝臓は人の体の代謝作用と解毒作用の中心であり、そしてさらに、生体外検査のための機能的な細胞の種類の確実なソースを同定するために大きな労力がかかっている。残念ながら、肝臓の複雑さと機能は、今日入手できるどんな細胞の種類によってもコピーされない。元来のヒト肝細胞の利用可能性はとても限られており、その細胞はまた、生体外適用で使用した時は、それらの標準的な表現型や機能的な特性を素早く解き放つことが知られている。元来の細胞の代わりにしばしば用いられる肝細胞系は、とても低い水準（又は全体として不足している）の代謝酵素を含み、生体内にもとから存在する肝細胞と大幅に異なる他の重要なたんぱく質の配分を有している。ゆえに、多くの試験ではまだ動物が使われているが、肝臓の代謝機能が種特異的なものとして知られており、それによって同種で行う試験に比べて他の種の毒性と肝臓代謝の予測を困難にさせている。

改良薬では、肝臓への副作用は、最も顕著な副作用を含む。ゆえに、臨床試験に入るために化合物を選択するとき、ヒト肝臓毒性負担の早期予測は最も重要なことになる。同時にひどく人間の肝臓損傷を引き起こす複雑な生物学的な過程について、より大きな範囲でもたらす、利用可能性の問題と型の改良の問題の両方について、この領域の性能を改良する取り組みがなされなければならない。

従って、ヒト肝細胞に擬態するモデルシステムや新薬又は新規な化合物の開発における分子候補の効果を予測可能なモデルシステムが早急に必要である。利用可能性と生理的関連性の両方に関して、ｈＰＳ細胞は、機能的なヒト肝細胞の理想の再生可能なソースを提供することができる。

胚形成や卵黄嚢の形成、胎盤の形成の間の内胚葉細胞形態の二つの種類は胚体外内胚葉細胞と胚体内胚葉（ＤＥ）細胞である。胚体外内胚葉は胚盤胞段階に発生し、最終的に近位内胚葉と遠位内胚葉の二種類の分集団を形成する。胚体外内胚葉細胞は、しばしば分析された転写因子Ｓｏｘ１７（Ｋａｎａｉ− Ａｚｕｍａ ｅｔ ａｌ．， ２００２）、ＦｏｘＡ１やＮＨＦ３ｂ／ＦｏｘＡ２（Ｂｅｌｏ ｅｔ ａｌ．， １９９７； Ｓａｓａｋｉ ａｎｄ Ｈｏｇａｎ， １９９３）を含む、胚体内胚葉（ＤＥ）細胞（内胚葉臓器のもとの細胞である）と、多くの遺伝子の発現を分担している。しかしながら、ＣＸＣＲ４等のいくらかのマーカーは中胚葉と胚体内胚葉の両方で発現される。それらは通常、ＤＥ細胞に分類されるＳｏｘ１７とＦｏｘＡ２の組合せで用いられることが可能な、マーカーを発現していた。Ｓｏｘ７は胚体外内胚葉でのみ発現されるマーカーである。

その胚体内胚葉細胞は内胚葉臓器を生じさせ、そのため肝細胞型を生じさせる。しかしながら、初期の内胚葉の発生はまだあまり解明されていない。培養したマウスの胚の誘導研究（Ｌａｗｓｏｎ ｅｔ ａｌ．， １９８６， １９９１ ； Ｌａｗｓｏｎ ａｎｄ Ｐｅｄｅｒｓｅｎ， １９８７）は、胎生６〜６．５日（Ｅ６〜６．５）でＤＥが形成を始めることを明らかにし、嚢胚形成の末（Ｅ７．５）までに、いくらかの細胞は内胚葉誘導体のみ生じる。始原ＤＥ細胞が多分化能を有するか否かについては知られていない。フェイトマッピング（Ｆａｔｅ ｍａｐｐｉｎｇ）の研究論文（Ｌａｗｓｏｎ ｅｔ ａｌ．， １９９１ ； Ｔｒｅｍｂｌａｙ ａｎｄ Ｚａｒｅｔ， ２００５）は、Ｅ６．５に原始線条（ＰＳ）を遊走する初期の内胚葉細胞は肝臓、腹側膵、肺や胃になることが運命づけられていることを示唆している。Ｃｏ−培養実験は、この状態でその内胚葉は、発生の初期状態とは十分に関連付けられないことを示している（Ｗｅｌｌｓ ａｎｄ Ｍｅｌｔｏｎ， ２０００）。

生体外目的で、例えばＤ’Ａｍｏｕｒ等やＨａｙ等は、ｈＥＳ細胞から胚体内胚葉を誘導するプロトコル（Ｄ’Ａｍｏｕｒ他．２００５； Ｄ’Ａｍｏｕｒ他． ２００６， Ｈａｙ他． ２００７； Ｈａｙ他． ２００８）と同様に、ｈｉＰＳ細胞から肝内胚葉の誘導に関するプロトコル（Ｈａｙ 他． ２０１０）を発展させた。

Ｗｎｔ経路はＷｎｔタンパク質がＦｒｉｚｚｌｅｄファミリーの受容体細胞表面と結合したときに、その受容体が他のタンパク質の活性化を引き起こし、最終的に、細胞核に届く［ベータ］カテニンの量が変化する結果を起こすことを、イベントシリーズ（series of events）に記述している。Ｗｎｔ受容体の膜組織の複合体は、Ｗｎｔバインディング（ｂｉｎｄｉｎｇ）によって活性化した時、例えばタンパク質ＧＳＫ３やアキシン等を含むもう一つのタンパク質の複合体を阻害するだろう。この複合体は通常、細胞内のシグナル分子［ベータ］カテニンのタンパク質分解を促進する。この阻害の後、細胞質の［ベータ］カテニンのプールは現在の細胞内にあり、そしていくらかの［ベータ］カテニンは細胞核に入ることができ、特定の遺伝子の発現を促進する転写因子と相互作用する。そのＷｎｔ／β−カテニン シグナル伝達は、肝臓の多種の細胞の増殖、アポトーシス、分化、癒着、帯状分布（ゾーネーション）、代謝作用等のような、いくつかの生物学的な過程においての命令によって、発達、再生、癌の進行を含む肝臓固有の生理学的な事象のキーを調節する（Ｎｅｊａｋ−Ｂｏｗｅｎ ｅｔ ａｌ．， ２００８）。

中胚葉と内胚葉の間のクロストークは肝臓の分化に要求される。そのＷｎｔシグナル分子であるＰｒｏｍｅｔｈｅｕｓ／Ｗｎｔ２ｂは、ゼブラフィッシュの肝臓の内胚葉になる予定の内胚葉に隣接する別々の側板中胚葉が発現されることが示されている。ｗｎｔ遺伝子のノックダウンされたモルホリノアンチセンスが、肝細胞運命特定のｗｎｔシグナルの役割を示している肝内胚葉の初期肝分化マーカー（ｈＨＥＸとＰｒｏｘ１）を消去または減少させる。加えて、ゼブラフィッシュ胚のベータカテニンシグナルの阻害作用は、肝臓組織の発達を強く減少させ、肝細胞運命特定にｃａｎｏｎｉｃａｌ／ベータカテニンＷｎｔシグナルが果たす役割を示唆している。（参照 ． Ｅｌｋｅ Ｏｂｅｒ ｅｔ ａｌ． Ｎａｔｕｒｅ ４４２， ６８８−６９１（１０ Ａｕｇ ２００６））しかしながら、ｗｎｔシグナルが内胚葉後部と腸の誘導をもたらす一方で、ｗｎｔシグナルの阻害作用が内胚葉前部と肝臓の誘導をもたらす内胚葉前部と後部の中の胚体内胚葉のパターン形成に、ｗｎｔシグナルが極めて重要であることを、ツメガエルの観測結果が示唆している。しかしながら、前部のｗｎｔシグナルのパターン形成は肝誘導と肝内胚葉から肝芽細胞のデラミネーションをするために重要である。そのゼブラフィッシュとツメガエルからのデータは、初期肝分化のＷｎｔシグナルの複雑さを再現するには、いくぶんかつじつまが合わない。不活動的や活動的なＷｎｔシグナルのよい調整と時期は初期肝分化に重要なことだと思われる。

ＧＳＫ阻害剤の使用は、以前は内胚葉に対して分化初期であった記述されていた。国際公開ＷＯ０８０９４５９７（Ｄａｌｔｏｎ）は、ｐＰＳＣが効果的な分量のＧＳＫ阻害剤を分化媒体で接触させることによって、霊長類の多能性幹細胞（ｐＰＳＣ）から中内胚葉の作成方法を記載している。

国際公開ＷＯ２００７０５００４３（Ｓｔａｎｔｏｎ）は、多能性幹細胞のＷｎｔシグナル経路を含んでいる、多能性幹細胞から中胚葉又は内胚葉の細胞の作成方法を記載している。

米国特許公報ＵＳ２００６００３４４６（Ｋｅｌｌｅｒ）は、血清なしで、アクチビンとＷｎｔシグナル阻害剤で胚性幹細胞を培養する内胚葉細胞によって改良された細胞集団の作成方法を記載している。

米国特許公報ＵＳ２０１０００６２５２７（Ｐｅｒａ ｅｔ ａｌ．）は、“臓器培養シャーレの２０％のＦＣＳ ｈＥＳ 細胞培地と、ＭＥＦフィーダー細胞上で５日間ＨＥＳ２又はＨＥＳ３細胞の培養をしている例３に記載している。２０％のＦＣＳ ｈＥＳ細胞の培地は３i培地に移動され、細胞は三日間この培地で培養し続けた。細胞は、コラーゲン分解酵素によって群れと分離され、フィーダー細胞はＤＭＥＭ／Ｆ−１２培地中で沈殿によって除去された。細胞は、一つ一つに間隔を空けて、３i培地で培養するような臓器培養シャーレで覆われたマトリゲルに播種された。培養の３〜５日後に肝芽細胞様細胞は現れた。それらはその後、Ｋｕｂｏｔａの培地の３ｉを使用し、酵素の解体により増殖された。” その３ｉ培地は、神経系の基本の培地５０％、ＤＭＦＭ／Ｆ−１２を５０％、Ｎ２サプリメンント１／２００ ｖ／ｖ、Ｂ２７サプリメント、１／１００ ｖ／ｖ、１００ｍＭＬグルタミン１／１００ ｖ／ｖ、０．１ Ｍベータ−ＭＥ １／１０００ ｖ／ｖ、ＳＵ５４０２（ＦＧＦＲ 阻害剤）２μＭ、ＰＤ１８４３５２（ＥＲＫカスケード阻害剤）０．８μＭ，ＣＨＩＲ９９０２１（ＧＳＫ３ 阻害剤）３μＭを含んでいる。

本発明は、内胚葉細胞、とりわけヒト多能性幹細胞由来の内胚葉細胞による改良方法を記載している。例えば、ヒトｉＰＳ細胞とヒトＥＳ細胞は肝細胞様細胞に分化することができるが、これに限定されるものではない。さらに、その発明は、成熟と機能的な産物（ヒト多能性幹細胞由来の肝細胞様細胞）の開発のために極めて重要な肝臓の器官形成の生体外培養刺激の新しい方法に、関連する。

ここで開示したように、適格性、肝細胞誘導、増殖、形態形成を含む肝臓発生フェーズの間に、そのＷｎｔ／カテニンシグナルの潜在的な役割はヒト多能性細胞類由来の改良された肝細胞様細胞を入手するために実験や開発がされていた。

本発明は、第一にＷｎｔシグナルの特定の調節を記載し、開発していること及び出発物質として内胚葉細胞を使用する、肝細胞分化用ＧＳＫ阻害剤の使用である。すなわち、胚体内胚葉（ＤＥ）段階になる分化の間に、その阻害剤の使用が集中している従来公開されていたものと比較して、器官形成の後期の段階の調節と指示に集中していることである。

本発明の肝細胞様細胞集団由来のｈＰＳ細胞は、Ｗｎｔシグナルが作用することによって、新規な研究方法を用いて生み出された。ＧＳＫ３阻害剤の使用によるここに記載された方法により取得されたその細胞は、ＧＳＫ３阻害剤の使用がされないで取得された細胞と比較して、形態形成が改良され、純度及び酵素活性がより高まっていることを示している。したがって、提供物は薬発見用途の適応性及び再生医療に対しての適応性を改良した。その上、ＧＳＫ３阻害剤の使用がされないで取得された細胞と比較して延長された期間のための薬物トランスポーターと同様に、その細胞は、アルブミン、ＣＹＰ１Ａ２、ＣＹＰ３Ａ４、ＵＧＴ２Ｂ７、ＧＳＴＡ１等の重要な肝臓発現マーカー遺伝子の発現安定性を示している。このように、その細胞は薬発見用途及び再生医療に対して高い安定性がある。

ＧＳＫ３阻害剤を添加することが、フィーダー細胞とフィーダー細胞を取り除いた状態の両方で、肝細胞様細胞由来のｈＰＳの培養を引き起こす代謝、同調、純粋さを生み出すのに役立つことを我々は発見した。ここで挙げた例のようにフィーダー細胞を取り除いた状態では、実証されている。

特に発見したものは、ｈＰＳ細胞の初期の分化後、あるいはそれ以後に中内胚葉前駆細胞の中にＧＳＫ阻害剤を添加することは、肝細胞マーカーの発現の増加、触媒の活性及び同質の細胞種類の増加を促すことによって、肝細胞様細胞の質及び更に分化を改良する。

本発明は、増加した酵素活性、明白な遺伝子発現、その取得された肝細胞様細胞の増加した同質物によって明らかになった改良された分化誘導を確保することに役立つ分化期間の間の特定の時点でのＧＳＫ阻害剤の使用及び／又はＷｎｔシグナル経路の調節方法を開示する。

ここで図面に表したように、異なる成長媒体と培養時間であることを含む、異なるプロトコルの番号は、未分化の多能性細胞から肝細胞様細胞へ分化誘導する刺激をあたえるそれらの適用性との関係で実験され、評価された。

発明の詳細な説明

本発明は内胚葉細胞から肝細胞様細胞への分化誘導のためのＧＳＫ−３阻害剤の使用に関連する。本発明の出発物質は、どんなに多数のあるいは多能性のヒト細胞でも関連する。したがって、その内胚葉細胞は胚体内胚葉又は胚体外内胚葉、肝前駆体を含んでよい。

さらに、ＧＳＫ−３阻害剤は、例えば酪酸ナトリウム（ＮａＢ）等のヒストンデアセチラーゼ（ＨＤＡＣ）阻害剤と共に用いでもよい。

本発明はフィーダーフリー状態とフィーダー細胞が存在する状態の両方の場合の下で、培養された改良した分化多能性細胞（例えば、誘導多能性幹細胞（ｈｉＰＳ）又はヒト胚性幹細胞（ｈＥＳＣ））に関連し、Ｗｎｔシグナル経路は、初期の分化後、成長した培地に生物活性の化合物を加えることによって、影響される。初期の分化はこの状況で、多能性幹細胞から中内胚葉、胚体内胚葉及び／又は肝前駆体に類似する細胞に分化すると考えることができる。

以下例を挙げると、分化プロトコルの間に予め定められた時点で、ＧＳＫ−３阻害剤を添加することができるが、より重要なＧＳＫ−３阻害剤を加えるタイミングは、内胚葉細胞の肝前駆体への分化後のような、増殖細胞の発生段階で決定される。

したがって、ＧＳＫ−３阻害剤は、胚外又は胚体内胚葉細胞のような内胚葉細胞への分化初期の後に存在する。ＧＳＫ−３阻害剤は、肝内胚葉分化の純化並びに、ｈＰＳ細胞からなる肝細胞の分化及び成熟に関連する発明の全ての態様で役に立つ。それらは約０．００１〜約１００μＭ又はそれ以上、約０．０５〜約７５μＭ、約０．１〜約５０μＭ、約０．２５〜約３５μＭ、約０．５〜約２５μＭの濃度で使用しても良い。ＢＩＯを使用する場合にあっては、このＧＳＫ阻害剤は、約０．０５〜約５０μＭ、約０．１〜約１０μＭ、約０．５〜約５μＭ、約１〜３μＭの範囲の量の分化培地で使用しても良い。ＳＢ２１６７６３の場合にあっては、ＧＳＫ阻害剤は、約３０ｎＭ〜約１５μＭ、約３０ｎＭ〜約１μＭ、約１μＭ〜約５μＭ、約５μＭ〜約１５μＭの範囲の量の分化培地で使用しても良い。ケンパウロン（Ｋｅｎｐａｕｌｌｏｎｅ）の場合にあっては、ＧＳＫ阻害剤は、約３０ｎＭ〜約２０μＭ、約３０ｎＭ〜約１μＭ、約１μＭ〜約５μＭ、約５μＭ〜約１５μＭの範囲の量の分化培地で使用しても良い。インジルビン−３’−オキシム（ｌｎｄｉｒｕｂｉｎ−３’−ｏｘｉｍｅ）の場合にあっては、ＧＳＫ阻害剤は、約３０ｎＭ〜約１５μＭ、約３０ｎＭ〜約１μＭ、約１μＭ〜約４μＭ、約５μＭ〜約１０μＭの範囲の量の分化培地で使用しても良い。

したがって、ある実施例では、本発明は成長培地にＧＳＫ−３阻害剤を添加することで、胚体内胚葉細胞を肝細胞様細胞に分化させる方法に関連する。その細胞の発生段階及び成長媒体に応じて、肝細胞様細胞類に分化誘導するためにその成長媒体を変更あるいは成分を添加しても良い。その細胞の発生段階はＧＳＫ−３阻害剤の添加タイミングが極めて重要であるため、例となるプロトコルのクロノロジーは異なっても良い。下記表では、増殖因子及びＧＳＫ３阻害剤が添加されたプロトコルの例がリストアップされている。

ここで例示されたように、大量の細胞死を避けるために分化の末期段階でＧＳＫ−３阻害剤を添加することが利点であると思われる。さらに、細胞集団の純度の結果（図８、純度表）は、また末期段階（＋１０日）に少なくともＢＩＯを添加することが最終的な純度を高めることを示す。

出発物質として内胚葉を用いるときは、表Ａ〜Ｇに表記されているように培養スタート時及びプロトコルの期間中に即座にＧＳＫ−３阻害剤を添加してよい。それゆえ、本発明によれば肝細胞様幹細胞の準備方法は、以下表Ａ〜Ｇで表記されているような表のいずれに似ていても良い。

表Ａ

表Ｂ

表Ｃ

表Ｄ

表Ａ〜Ｄにリストアップされた成長媒体はさらに以下の組成を含んでも良い：

加えて、表Ｅ〜Ｇで明記しているように、出発物質としてＤＥ細胞が用いられるときは、他の媒体と培養の間隔は肝細胞様細胞に分化誘導するのを促進することに使用されても良い。

表Ｅ

表Ｆ

表Ｇ

表Ｅ〜Ｇにリストアップされたような増殖媒体にはさらに以下の組成が含まれても良い。

以下に明記されたような表Ｈ〜Ｊの記載のように、出発物質として肝前駆体を使用するとき、肝細胞様細胞への分化誘導に使用しても良い。表Ｈ〜Ｊで表記されているように、本発明によると肝細胞様幹細胞の準備方法は以下の表Ｈ〜Ｊに描かれているような表のいずれに似ていても良い。

表Ｈ

表Ｉ

表Ｊ

表Ｈ〜Ｊにリストアップされたような増殖媒体はさらに以下の組成が含まれても良い。

表Ａ〜Ｊや対応する成長媒体で使用するとき、その組成を以下の濃度で添加しても良い：
アクチビン（Ａｃｔｉｖｉｎ）Ａ：５〜２５０ｎｇ／ｍｌ、例えば５０〜２００ｎｇ／ｍｌ、例えば７５〜１５０ｎｇ／ｍｌ、好ましくは１００ｎｇ／ｍｌ
ＧＳＫ−３阻害剤：末期段階媒体（Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３等）及び初期段階媒体（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２等）それぞれで、０．１〜１０μＭ、例えば１〜５μＭ、好ましくは１．４μＭや３．５μＭ
末期段階媒体よりも初期段階媒体での使用においては２〜３倍高い濃度を意味している。
デキサメタゾン（ｄｅｘａｍｅｔｈａｓｏｎｅ）：０．０１〜５μＭ、例えば０．０５〜２μＭ、好ましくは０．１μＭ
ＨＧＦ（ヒト成長因子）：１〜５０ｎｇ／ｍｌ、例えば、５〜３０ｎｇ／ｍｌ、好ましくは２０ｎｇ／ｍｌ
ａＦＧＦ（酸性線維芽細胞増殖因子）：１０〜２５０ｎｇ／ｍｌ、例えば５０〜２００ｎｇ／ｍｌ、好ましくは１００ｎｇ／ｍｌ
ｂＦＧＦ（塩基性線維芽細胞増殖因子）：１〜２５ｎｇ／ｍｌ、例えば５〜１０ｎｇ／ｍｌ、好ましくは５ｎｇ／ｍｌ
ＢＭＰ２（骨形態形成蛋白質２）：１０〜２５０ｎｇ／ｍｌ、例えば２５〜１００ｎｇ／ｍｌ、好ましくは５０ ｎｇ／ｍｌ
ＢＭＰ４（骨形態形成蛋白質４）：２５〜５００ｎｇ／ｍｌ、例えば５０〜２５０ｎｇ／ｍｌ、好ましくは２００ ｎｇ／ｍｌ
グルカゴン（Ｇｌｕｃａｇｏｎ）：０．３〜２０ｎｇ／ｍｌ、例えば１〜１０ｎｇ／ｍｌ例えば２〜５ｎｇ／ｍｌ、好ましくは３ｎｇ／ｍｌ
ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）：０．０５〜５％、例えば０．１〜２％、好ましくは０．５％
ＯｓＭ（オンコスタチン）：１〜２５ｎｇ／ｍｌ、例えば、５〜１５ｎｇ／ｍｌ、好ましくは１０ｎｇ／ｍｌ
ＰＥＳＴ：０．０１〜５％、好ましくは０．１％
ニコチンアミド（Ｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅ）：１〜２５ｍＭ、例えば５〜１５ｍＭ、好ましくは１０ｍＭ
ＩＴＳ（インスリン−トランスフェリン−セレニウム−Ｇサプリメント（１００Ｘ））：１〜２５μｌ／ｍｌ、例えば５〜１５μｌ／ｍｌ、好ましくは１０μｌ／ｍｌ
ＦＢＳ（ウシ胎児血清）：０．１〜１０％例えば０．５〜５％、例えば１〜４、好ましくは２％
Ｂ２７（Ｂ−２７無血清のサプリメント（５０Ｘ）、液体（インビトロゲン（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）））：好ましくは希釈度１ｘ
ＮａＢ（酪酸ナトリウム）：０．１〜１０ｍＭ、例えば０．５〜５ｍＭ、好ましくは１ｍＭ
ＲＰＭＩ １６４０（［シグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）］）重炭酸塩緩衝（ｂｉｃａｒｂｏｎａｔｅ−ｂｕｆｆｅｒｅｄ）（以下、細胞培養媒体という。）はグルタミン（ｇｌｕｔａｍｉｎｅ）０．３ｇ／Ｌ、Ｌ−Ｌ−グルタミン（ｇｌｕｔａｍａｘ）を補充しなければならない。ＶｉｔｒｏＨＥＳ（［ビトロライフ（Ｖｉｔｒｏｌｉｆｅ）］）はヒト胚性幹細胞培養のサポートのためのバランスのとれた細胞培養媒体と定義した。好ましくは１ｎｇ／ｍｌ〜１００ ｎｇ／ｍｌの間の濃度で、ｂＦＧＦを補充しなければならない。
ＷＭＥ＋ＳＱ培地−ウィリアムスＥ培地（Ｗｉｌｌｉａｍｓ Ｍｅｄｉｕｍ Ｅ）にＳＱ培地キット（ＯｓＭ、インスリン、ＨＧＦ，ＥＧＦ）が補充された。

また、例としてはここで具体例が挙げられている。

本発明で改良された分化はより良い成熟（細胞型均質性が改良され、大幅な変換あるいは酵素活性が増加された。）を含むことを目的とする。その成熟は、ＧＳＫ−３阻害剤を使用することなく取得した細胞と、ここで開示されたようなＧＳＫ−３阻害剤を使用する方法によって取得された細胞を比較することで評価された。さらに、改良された分化は、肝細胞運命が伴われた遺伝子の発現を改良することができることが、ＧＳＫ−３阻害剤を使用することなく取得した細胞と、ここで開示されたようなＧＳＫ−３阻害剤を使用する方法によって取得された細胞を比較することで評価された。しかしながら、またここで開示されたような改良された分化は、例えばドラッグスクリーニングや医薬の発展の目的に対しての、改良された増殖力及び移植能力、より優れた適応性を含むことを目的としている。

ＧＳＫ−３阻害剤を用いることによるＷｎｔシグナル経路の操作は、肝細胞様細胞の遺伝子発現プロファイルを改良することを示している。

ｈＥＳＣ−ＨＥＰｓは、動物質を含まない状態の下で樹立した、ゼノフリー（ｘｅｎｏ−ｆｒｅｅ）ｈＰＳ細胞株由来であってもよい。その上、ｈＥＳＣ−ＨＥＰｓは、真にゼノフリー（ｘｅｎｏ−ｆｒｅｅ）細胞組成を生じさせる場合、ゼノフリー（ｘｅｎｏ−ｆｒｅｅ）（動物質を含まない）状態の下のそのようなｈＰＳ細胞株由来であってもよい。そのような細胞株は治療あるいは再生医療応用により適応するだろうし、他の人類以外のマーカーあるいは人類以外のシアル酸Ｎｅｕ５Ｇｃのノンゼノフリー（ｎｏｎ−ｘｅｎｏ−ｆｒｅｅ）系に存在することによって、ノンゼノフリー（ｎｏｎ−ｘｅｎｏ−ｆｒｅｅ）ｈＥＳＣ−ＨＥＰ系と区別されることができる。（Ｍａｒｔｉｎ ＭＪ ｅｔ ａｌ ２００５）

本発明によって取得されたその生成物は、ここで開示したような表あるいは方法で取得された細胞、ＧＳＫ−３阻害剤（ＢＩＯ等）及び／又はＨＤＡＣ阻害剤（ＮａＢ等）の存在で増殖する生体外で生成された肝細胞様細胞、あるいは生体外で生成された肝細胞様細胞とＧＳＫ−３阻害剤（ＢＩＯ等）及び／又はＨＤＡＣ阻害剤（ＮａＢ等）からなる組成を含む。

さらに、本発明の特許請求の範囲の様な組成は、細胞の少なくとも７０％例えば７５％、８０％、９０％若しくは９５％は肝細胞様細胞である肝細胞様細胞を含む、ヒト細胞由来の生体外の組成に関連する。

また、本発明による組成は、その肝細胞様細胞が、ＧＳＫ阻害剤が使用されていない培地と比較して、シトクロムＰ４５０活性の少なくとも１０、例えば１３、１８の倍率変化（ｆｏｌｄ ｃｈａｎｇｅ）を超えるシトクロムＰ４５０活性を示す組成に関連する。そのシトクロムＰ４５０活性はシトクロムＰ４５０ １Ａによって測定されても良い。

本発明による組成は、さらに肝細胞関連遺伝子（例えばＣＹＰ１Ａ１、ＣＹＰ１Ａ２、ＣＹＰ３Ａ４、ＣＹＰ２Ｃ９、ＣＹＰ７Ａ１、ＭＲＰ２）の発現高進を示しても良い。また、それらはＵＧＴ酵素（ＵＤＰ−グルクロニルトランスフェラーゼ）の活動を増加されることによって証明された代謝の活動を増加することを示す。ＵＧＴ酵素としては例えばＵＧＴ１Ａ１、ＵＧＴ１Ａ６、ＵＧＴＡ９、ＵＧＴ２Ｂ７がある。また、改善された代謝活動は、パラセタモール及びジクロフェナクの様な薬品を代謝する肝細胞様細胞組成の能力によって、示されても良い。

本発明で提示された方法と成分によって取得された細胞は、例えばヒト肝再形成疾患の研究のため若しくは生体外肝毒性試験のための初期肝形成のような肝形成研究をする生体外モデルとして、薬物代謝酵素、薬物トランスポーター研究のため、毒性試験、新薬発見過程を含む目的の多数に使用されても良い。さらに、本発明が提供で示された指示によって取得された肝細胞様細胞は、以下を含む治療の目的で使用されても良い：例えば肝組織の変性のような組織変性によって引き起こされた病態及び／又は病気の防止及び／又は治療のための医薬の生成物の製造のための、又は肝臓疾患の治療のための医薬の生成物の製造のための、あるいは初期の胆汁の硬変症を含む自己免疫疾患からなるグループから選ばれた肝臓疾患の防止及び／又は治療のための医薬の生成物の製造のための、医薬品；脂質異常症を含む代謝疾患；例えば酒の飲みすぎによって引き起こされた肝臓疾患：例えばＢ型肝炎、Ｃ型肝炎及びＡ型肝炎のようなウィルスによって引き起こされた疾患；例えば医薬品による急性中毒反応による肝臓壊死；例えば肝細胞がんを患っている患者の腫瘍転移。あるいは、本発明で提供された誘導によって取得された細胞は、疾患及び／又は代謝病理学の防止及び／又は治療のための医薬の生成物の製造、又は代謝的に改良した肝細胞様細胞を取得、肝細胞様細胞に関して成熟を研究、肝細胞の機能を調節するそれらの能力に関する化合物をスクリーニングするために使用されても良く、その細胞はその化合物にここで提供される誘導によって取得された肝細胞様細胞由来の生体外でさらされることからなり、その化合物との接触によって生じるその細胞において、どんな表現型あるいは代謝変化であるかを決定し、その変化は肝細胞の機能を調節する能力と相関している。

また、本発明は肝細胞様細胞の準備方法及びそのような細胞を含む組成に関連する。詳細は添付の特許請求の範囲に表れている。上記に記載された特徴と詳細は、本発明の全ての態様に準用する。

（定義）
ここでいう“ヒト多能性幹細胞”（ｈＰＳ）とは、どんなソースに由来しても良い細胞に関連し、そしてそれは、適切な状態の下で、３胚芽層（内胚葉、中胚葉、外胚葉）の全ての誘導体である異なった細胞の種類のヒト子孫を生み出すことに有能である。ｈＰＳ細胞は、週齢８〜１２のＳＣＩＤマウスに奇形腫を形成する能力及び／又は培養組織の３胚芽層の全ての同定できる細胞を形成する能力があっても良い。ヒト多能性幹細胞の定義にはヒト胚性幹（ｈＥＳ）細胞を含む様々な種類の胚細胞が含まれている（参照例、Ｔｈｏｍｓｏｎ ｅｔ ａｌ． （１９９８）、Ｈｅｉｎｓ ｅｔ ａｌ． （２００４）、同様に誘導多能性幹細胞（参照例、Ｙｕ ｅｔ ａｌ．， （２００７） Ｓｃｉｅｎｃｅ ３１８：５８５８）；Ｔａｋａｈａｓｈｉ ｅｔ ａｌ．，（２００７）Ｃｅｌｌ １３１（５）：８６１）。ここに記載されている様々な方法と他の実施例は、多様なソースからなるｈＰＳ細胞を必要とする又は用いても良い。例えば、使用に適しているｈＰＳ細胞は発生途中の胚から取得されても良い。加えて若しくは代わりに、適当なｈＰＳ細胞は誘導多能性幹（ｈｉＰＳ）細胞及び／又は樹立した細胞株から取得されても良い。

ここでいう“ｈｉＰＳ細胞”は誘導多能性幹細胞に関連する。

ここでいう“胚体内胚葉（ＤＥ）”及び胚体内胚葉細胞（ＤＥ細胞）は、これらに限られないが、例えば、タンパク質又は遺伝子発現及び／又は形態特有の胚体内胚葉の細胞、又は内胚葉細胞の細胞に類似する細胞の著しい数からなる組成を公開している細胞に言及する。

ここでいう“肝前駆体”又は“肝前駆体細胞”は、これらに限定されないが、例えば、タンパク質又は遺伝子発現及び／又は形態特有の胚体内胚葉の細胞又は肝前駆体の細胞に類似する著しい数の細胞からなる組成のようなマーカーを公開している細胞に言及する。

ここでいう“肝細胞様細胞（ＨＣＬＣ）”は、例えばアルブミン、ＣＹＰ３Ａ４、ＵＧＴ２Ｂ７、ＯＡＴＰ−２のような成熟した肝細胞マーカーを発現する細胞型を意味している。

ここでいう“ｈＥＳＣ−ＨＥＰ”は、例えばアルブミン及びＣＹＰ３Ａ４、ＵＧＴ２Ｂ７、ＯＡＴＰ−２、ＡＤＨ１Ａ、ＵＧＴ１Ａ６、ＣＹＰ２Ｃ９、ＣＹＰ２Ｃ１９、ＣＹＰ２Ｄ６、のような成熟した肝細胞マーカーを発現しているヒト胚性幹細胞由来の細胞型を意味する。

ここでいう“Ｗｎｔシグナル”は、Ｌａｄｅ、ＡＧ、及びＭｏｎｇａ、ＳＰ、Ｄｅｖ．Ｄｙｎ． ２４０：４８６−５００（２０１１）に掲載されているようなＷｎｔシグナルを含む経路に関連する。しかし、これに限定されるものではない。

ここでいうＨＤＡＣ阻害剤は、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤と関連する。

ここでいう“ＧＳＫ阻害剤”はＧＳＫ（特に、ＧＳＫ３アルファ又はＧＳＫベータを含むＧＳＫ３、）を阻害する化合物に関連する。本発明を使用するために好ましいＧＳＫ阻害剤の例としては、以下のものを１又はそれ以上含む：
ＢＩＯ（２’Ｚ，３’Ｅ）−６−ブロモインジルビン（Ｂｒｏｍｏｉｎｄｉｒｕｂｉｎ）−３’−オキシム（ｏｘｉｍｅ）（ＧＳＫ３阻害剤IX）；
ＢＩＯ−アセトキシム（Ａｃｅｔｏｘｉｍｅ）（２’Ｚ，３’Ｅ）−６−ブロモインジルビン（Ｂｒｏｍｏｉｎｄｉｒｕｂｉｎ）−３’−アセトキシム（ａｃｅｔｏｘｉｍｅ）（ＧＳＫ３阻害剤X）；
（５−メチル（Ｍｅｔｈｙｌ）−１Ｈ−ピラゾール（ｐｙｒａｚｏｌ）−３−ｙｌ）−（２−フェニルキナゾリン（ｐｈｅｎｙｌｑｕｉｎａｚｏｌｉｎ）−４−ｙｌ）アミン（ａｍｉｎｅ）（ＧＳＫ３阻害剤XIII）；
ピリドカルバゾール−シクロペンタジエニルルテニウム錯体（Ｐｙｒｉｄｏｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｃｙｃｌｏｐｅｎａｄｉｅｎｙｌｒｕｔｈｅｎｉｕｍ ｃｏｍｐｌｅｘ）（ＧＳＫ３阻害剤XV）；
ＴＤＺＤ−８ ４−ベンジル（Ｂｅｎｚｙｌ）−２−メチル（ｍｅｔｈｙｌ）−１，２，４−チアジアゾリジン（ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｉｄｉｎｅ）−３，５−ジオン（ｄｉｏｎｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤I）；
２−チオ（Ｔｈｉｏ）（３−ヨードベンジル（ｉｏｄｏｂｅｎｚｙｌ））−５−（１−ピリジル（ｐｙｒｉｄｙｌ））−［１，３，４］−オキサジアゾール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤II）；
ＯＴＤＺＴ２，４−ジベンジル（Ｄｉｂｅｎｚｙｌ）−５−オキソチアジアゾリジン（ｏｘｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｉｄｉｎｅ）−３−チオン（ｔｈｉｏｎｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤III）；
アルファ−４−ジブロモアセトフェノン（Ｄｉｂｒｏｍｏａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤VII）；
ＡＲ−ＡＯ１４４１８Ｎ−（４−メトキシベンジル（Ｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｙｌ））−Ｎ’−（５−ニトロ（ｎｉｔｒｏ）−１，３−チアゾール（ｔｈｉａｚｏｌ）−２−ｙｌ）ウレア（ｕｒｅａ）（ＧＳＫ−３ベータ阻害剤VIII）；
３−（１−（３−ヒドロキシプロピル（Ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ））−１Ｈ−ピロロ（ｐｙｒｒｏｌｏ）［２，３−ｂ］ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）−３−ｙｌ］−４−ピラジン（ｐｙｒａｚｉｎ）−２−ｙｌ−ピロール（ｐｙｒｒｏｌｅ）−２，５−ジオン（ｄｉｏｎｅ）（ＧＳＫ−３ベータ阻害剤XI）；
ＴＷＳＩ １９ピロロピリミジン（ｐｙｒｒｏｌｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ）化合物（ＧＳＫ３ベータ阻害剤XII）；
Ｌ８０３ Ｈ−ＫＥＡＰＰＡＰＰＱＳｐＰ−ＮＨ２又はそれのミリストイル化フォーム（Ｍｙｒｉｓｔｏｙｌａｔｅｄ ｆｏｒｍ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤XIII）；
２−クロロ（Ｃｈｌｏｒｏ）−１−（４，５−ジブロモ（ｄｉｂｒｏｍｏ）−チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎ）−２−ｙｌ）−エタノン（ｅｔｈａｎｏｎｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤VI）；
アミノピリミジン（Ａｍｉｎｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ）ＣＨＩＲ９９０２１。
ケンパウロン（Ｋｅｎｐａｕｌｌｏｎｅ）（９−ブロモ（Ｂｒｏｍｏ）−７，１２−ジヒドロ（ｄｉｈｙｄｒｏ）−インドロ（ｉｎｄｏｌｏ）［３，２−ｄ］［１］ベンザゼピン（ｂｅｎｚａｚｅｐｉｎ）−６（５Ｈ）−オン（ｏｎｅ），
ＳＢ２１６７６３ ３−（２，４−ジクロロフェニル（Ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ））−４−（１−メチル（ｍｅｔｈｙｌ）−１Ｈ−インドール（ｉｎｄｏｌ）−３−ｙｌ）−１Ｈ−ピロール（ｐｙｒｒｏｌｅ）−２，５−ジオン（ｄｉｏｎｅ）、インジルビン（ｌｎｄｉｒｕｂｉｎ）−３’−モノキシム（ｍｏｎｏｘｉｍｅ）

その上、小分子はＷｎｔシグナルに指示することに用いることが可能である。さらに、Ｗｎｔシグナル誘導のためのＧＳＫ３阻害薬は定方向への分化誘導及び成熟を達成するためにＷｎｔシグナルの調節に使用されることができる。そのＷｎｔシグナル経路は、開始後又は発生誘導前の末期の段階で誘導されることができる。

ここでいう“ＣＹＰ”はシトクロムＰを意味し、すなわち、シトクロムＰ４５０（その主要なフェーズＩでさまざまなイソ酵素の組成する肝臓の代謝酵素）、例えばＣＹＰ１Ａ１、ＣＹＰ１Ａ２、ＣＹＰ１Ｂ１、ＣＹＰ２Ａ６／２Ａ７／２Ａ１３、ＣＹＰ２Ｂ６、ＣＹＰ２Ｃ８、ＣＹＰ２Ｃ９、ＣＹＰ２Ｃ１９、ＣＹＰ２Ｄ６、ＣＹＰ２Ｅ１、ＣＹＰ３Ａ４、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ３Ａ７、ＣＹＰ７Ａ１がある。

ここでいう用語“ＧＳＴ”はグルタチオントランスフェラーゼを意味し、それに関してサブタイプの例としてはＧＳＴＡ１−１、ＧＳＴＭ１−１、ＧＳＴＰ１−１がある。

ここでいう用語“ＵＧＴ”はグルクロン酸化活動を触媒化する肝酵素のグループである、ウリジンジホスホグルクロノシルトランスフェラーゼ（ｕｒｉｄｉｎｅ ｄｉｐｈｏｓｐｈｏｇｌｕｃｕｒｏｎｏｓｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ）を意味する。

“機能的な薬物代謝酵素”という言葉で、薬物動態及び薬物の化学変性を実行するフェーズＩ及びフェーズＩＩ酵素に属している機能的な酵素、を意味し、そのため薬物又は薬物動態代謝と呼ばれている。

ここでいう、用語“機能活性”は、効果的に測定可能な肝細胞機能、例えば薬物トランスポーターのための測定可能な薬物の輸送や、通常初期のヒト肝細胞から発見されるシトクウロムＰ４５０（ＣＹＰ）のための測定可能な酵素の代謝を意味する。

ここでいう、用語“胚外内胚葉（ＥｘＥ）”は、胚体内胚葉の反対側に関して、例えば卵黄嚢などのヒト発生の胚の外側部分を組成する予定の分化した内胚葉細胞を意味する。

ここでいう、用語“ＡＡＴ”は肝臓マーカーαアンチトリプシンを意味する。

ここでいう、用語“ＡＦＰ”は肝臓マーカーアルファフェトプロテインを意味する。ここでいう、用語“ＢＳＥＰ”は胆汁酸トランスポーターを意味する。

ここでいう、用語“ＣＫ”は、例えばサイトケラチン１８（ＣＫ１８／ＫＲＴ１８）、サイトケラチン８（ＣＫ８）、サイトケラチン７（ＣＫ７）のような別のサブタイプと、（交互に使用される）肝臓マーカーサイトケラチンを意味する。

ここでいう、用語“ＦＧＦ”は好ましくはヒトの及び／又は遺伝子組み換え由来の繊維芽細胞成長因子を意味し、それに属しているサブタイプは例えば“ｂＦＧＦ”（塩基性繊維細胞成長因子を意味し、ＦＧＦ２と呼ばれることもある）及びＦＧＦ４である。“ａＦＧＦ”は酸性線維細胞成長因子（ＦＧＦ１と呼ばれることもある）を意味する。

ここでいう、“ＢＭＰ”は好ましくはヒト及び／又は遺伝子組み換え由来の骨誘導因子を意味し、それに属しているサブタイプは例えばＢＭＰ４及びＢＭＰ２である。

ここでいう、用語“ＨＧＦ”は好ましくはヒトの及び／又は遺伝子組み換え由来の肝細胞増殖因子を意味する。

ここでいう交互に使用される“ＨＮＦ３ベータ”又は“ＨＮＦ３ｂ”は肝細胞核因子３（内胚葉由来の組織（例えば、肝臓、膵島、脂肪細胞）で発現遺伝子を調整する転写因子）を意味する。ＨＮＦ３ベータはフォークヘッドボックス転写因子ファミリーのメンバーである転写因子が起源である末期の名称（ｌａｔｅｒ ｎａｍｅ）ＨＮＦ３ｂ又はＦｏｘ２Ａと呼ばれることもあっても良い。

ここでいう用語“ＯＣＴ−”は有機カチオントランスポーター１を意味する。ＯＣＴ−１は、肝臓の血液から多くの有機イオンの取り込みを媒介する主要な肝細胞トランスポーターであって、その肝臓はその化合物が胆汁の中へ分泌され又は代謝されてもよい。

ここでいう用語“ＭＤＲ”は多剤耐性トランスポーター（ｍｕｌｔｉ−ｄｒｕｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔｅｒ）を意味する。ＭＤＲ１及び３はトランスポーターのＡＴＰ結合力セット（ＡＢＣ）ファミリーのメンバーであって、その両方は薬物流出トランスポーターである。ＭＤＲ１は薬品の交通調整、体内のペプチド類、薬物動態及び薬物動態損傷や薬物毒性に備えて体を守ることが重要である。一方ＭＤＲ３は胆汁中で分泌するリン脂質のために必須である。

ここでいう用語“アクチビン”は例えば“アクチビンＡ”又は“アクチビンＢ”のような細胞の分化と増殖の調整を含む生物学的な活動の広い範囲を表すＴＧＦベータファミリーメンバーを意味する。アクチビンはリガンドの通常ＴＧＦベータ上科に属する。

ここでいう用語“ゼノフリー”は、ヒト動物成分なしの成分に直接あるいは間接的にさらすことを完全に避けることを意味する。

ここでいう、用語“肝毒性（ｈｅｐａｔｏｃｅｌｌｕｌａｒ ｔｏｘｉｃｉｔｙ）”は例えば壊死毒、アポトーシス、ミトコンドリア毒性、リン脂質症、脂肪肝、胆汁酸トランスポーターのような細胞の反応を示す。

図１はｈＰＳ由来の肝細胞様細胞のプロトコルの概要、さらに実施例２、３の概要である。細長のバーはＧＳＫ３阻害剤の添加するときを記載している。 図２はｈＰＳを肝細胞様細胞に分化するためのプロトコル（プロトコルi〜iv）の変種が詳しく説明され、さらに実施例４〜１１に記載されている。 ２iはＧＳＫ−３阻害剤を添加していない状態の培養の管理を示している。 ２iiは初期の分化後にＧＳＫ−３阻害剤が成長培地に添加された本発明の一つの態様を示し、したがって、その細胞がより特徴的な内胚葉又は胚体内胚葉分化系列の種類に類似する特徴を示している場面である。この態様では、その細胞が肝前駆体細胞に類似する特徴を示している場合には、ＧＳＫ３阻害剤が除外されている。 ２iiiはＧＳＫ３阻害剤が肝前駆体への分化の後、成長培地に添加された、本発明の一つの態様を示している。このように本発明のこの態様では、その細胞が肝前駆体細胞に類似する特徴を示しているときに、ＧＳＫ−３阻害剤が添加されている。 ２ivはその細胞が内胚葉又はより特徴的な胚体内胚葉分化系列の種類に類似する特徴を示しているときに、初期分化後ＧＳＫ−３阻害剤が成長培地に添加されている本発明の一つの態様を示している。ivによるとさらにもう一つの態様では、培養期間中にＧＳＫ−３阻害剤の種類及び濃度は変更されてもよい。 さらに図３はｈＰＳを、ｈＰＳを肝細胞様細胞に誘導するプロトコルの媒体及び段階を示している肝細胞様細胞に分化誘導するためのプロトコルの変種である。 Ａ）ＧＳＫ阻害剤なしの培養状態の管理を示している。 Ｂ）１４日目あるいはその細胞が肝前駆体の細胞に類似している場合にＧＳＫ３阻害剤を添加することを示している。 Ｃ）ＧＳＫ３阻害剤の添加前にスプリットメディア（ｓｐｌｉｔ ｍｅｄｉａ）（ＳＭ）を使用することを示している。そのプロトコルはさらに実施例１２〜１４に記載されている。 ＧＳＫ３阻害剤ありとなしのフィーダーフリーで培養したｈＰＳ細胞と同様の図３Ｃに記載されたようなスプリットメディア（ｓｐｌｉｔ ｍｅｄｉａ）での代替方法は、図４でそれらの肝細胞の特性及び均質性（ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）を比較された。 Ａ）パラセタモールとＯＨミダゾラムのそれぞれの変換によって測定されたＣＹＰ１Ａ及びＣＹＰ３Ａの測定活性の結果である。スプリットメディア（ｓｐｌｉｔ ｍｅｄｉａ）の使用は、ＧＳＫ３阻害剤とスプリットメディア（ｓｐｌｉｔ ｍｅｄｉａ）が使用された場合にＣＹＰ３ＡＸの高水準を維持できることを示す。 Ｂ）ＧＳＫ−３阻害剤の添加によって増殖を促進することが可能であることを示している。それは、ＧＳＫ３阻害剤が添加されたときに前駆体マーカーＣＤ４４の増加によって測定された。そのスプリットメディア（ｓｐｌｉｔ ｍｅｄｉａ）（ＳＭ）はスプリットメディア（ｓｐｌｉｔ ｍｅｄｉａ）なしの場合と同水準を提供した。２つの制御にはフィーダーフリー（ＵＤフィーダーフリー）で培養された未分化の細胞及び肝細胞がん（ＨｅｐＧ２）由来の永続細胞株（ｐｅｒｐｅｔｕａｌ ｃｅｌｌ ｌｉｎｅ）が使用されていた。ＡＦＰ、ＫＲＴ１８（ケラチン１８）、ＫＲＴ１９（ケラチン１９）の水準は、その細胞がまだ増殖能力を有している段階で維持されていることを示す。その細胞がｎ＝３と分析されたとき、２３日目であった。 Ｃ）ベータカテニン及びｈＥＳ−ＨＥＰ−ＢＩＯ（Ａ）やｈＥＳ−ＨＥＰ＋ＢＩＯ（Ｂ）ベータカテニンのＤＡＰＩ蛍光色素の免疫局在性は、ＢＩＯを扱っているｈＥＳ−ＨＥＰ培養菌及び扱っていない培養菌の細胞膜に局部集中している。細胞質及び細胞核のベータカテニンは通常ｈＥＳ−ＨＥＰ培養菌で取り扱われたＢＩＯで観測される。 図５ではＧＳＫ３阻害剤ありとなしで培養されたｈｉＰＳ細胞は、それらの肝細胞の特性と均質性（ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）が比較された。ＧＳＫ３阻害剤が添加された場合、図３によれば、それは分化の末期段階で添加された。誘導多能性幹細胞（ｈｉＰＳ）由来の肝細胞の誘導。 Ａ）ＣＹＰ１Ａ、３Ａ及び２Ｃの活性測定による結果である。ＧＳＫ３阻害剤の添加はＣＹＰ１Ａ及びＣＹＰ３Ａの活性を増大させる。ＣＹＰ２Ｃの水準は、ｈＰＳ細胞由来の肝細胞様細胞において、たいてい示されることに関して高い。その細胞は３０日目で、ｎ＝８、ｈｉＰＳ対ｈｉＰＳ＋ＢＩＯであった。 Ｂ）活性測定（Ｑ−ＰＣＲ ｈｉＰＳ ＋／−ＢＩＯ）ｎ＝４によって分析された同様の細胞のＱ−ＰＣＲによる肝細胞マーカーの結果である。その結果はＣＹＰ１Ａ１、ＣＹＰ１Ａ２、ＣＹＰ３Ａ４、ＣＹＰ７Ａ１の明らかな増加を示している。ＣＹＰ２Ｃ９の水準は、ＧＳＫ阻害剤が加えられたときに、ｈｉＰＳ細胞に関して高水準で維持されている場合である。低下したＡＦＰ水準は成熟を示す。アルバミンは公知のｈＰＳ細胞由来の肝細胞様細胞に関するプロトコルと比較して高水準で維持されていた。ＡＡＴは高水準で維持されていた。例えばＭＲＰ２、ＧＳＴＡ１、ＢＣＥＰ、ＯＡＴＰ２のような重要なトランスポーターは、肝細胞様細胞由来のｈｉＰＳ細胞の成熟を示しているＨｅｐＧ２より著しく高い水準が維持されている。 実施例１２及び１３に記載されたように、ＧＳＫ３阻害剤ありとなしで培養されたｈＥＳ細胞はそれらの肝細胞の特性及び均質性（ｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）を比較されている。図３Ｂによると、ＧＳＫ３阻害剤が添加された場合、それは分化の末期段階で加えられていた。 Ａ）ＣＹＰ１Ａ、３Ａ、２Ｃの活性測定の結果である。ＧＳＫ３阻害剤の添加がＣＹＰ１Ａ、３Ａ、２Ａの活性を増大させた。その細胞は３０日目に、ｎ＝８、ｈＰＳ対ｈＰＳ＋ＢＩＯ．Ｂ）であった。 Ｂ）活性測定（Ｑ−ＰＣＲ ｈＰＳ ＋／−ＢＩＯ）ｎ＝４によって分析された同様の細胞のＱ−ＰＣＲによる肝細胞マーカーの結果である。その結果はＣＹＰ１Ａ１、ＣＹＰ１Ａ２、ＣＹＰ３Ａ４、ＣＹＰ２Ｃ９、ＣＹＰ７Ａ１の明らかな増大を示している。ＡＡＴの増大はＢＩＯがいつ添加されたかを示している。例えばＭＲＰ２，ＯＣＴ−１，ＧＳＴＡ１，ＢＣＥＰ，ＯＡＴＰ２のような重要なトランスポーターは肝細胞様細胞由来のｈＰＳ細胞の成熟を示している水準で維持されている。 肝細胞由来のｈＥＳＣのＧＳＫ３阻害剤によるＣｙｐ１Ａの誘導。 Ａ）ＧＳＫ３β阻害剤ありとなしの場合（実施例４（ＭＭＩ−ＢＩＯ）対実施例８（ＭＭＩ＋ＢＩＯ））で区別されるｈＥＳＣ−ＨＥＰのＣＹＰ１ＡのシトクロムＰ４５０活性を示す。１６〜１８日（ｎ＝７から８）、２０〜２１日（ｎ＝２）で、それぞれの標準偏差±標準誤差（ｍｅａｎ±ＳＤ）で、分析は行われる。その表は比の値としてＣＹＰ活性の増加を表にしている。 Ｂ）ＨｅｐＧ２と比較してＧＳＫ３阻害剤の存在（実施例９）で分化された肝細胞様細胞のＣＹＰ１Ａ１及びＣＹＰ１Ａ２それぞれの遺伝子発現水準を示している。ＣＹＰ１Ａ２に対して１６〜１８日（ｎ＝５）、１９〜２１日（ｎ＝４）、ＣＹＰ１Ａ１に対して１６〜１９（ｎ＝１４）、２１〜２３（ｎ＝６）で、標準偏差±標準誤差（ｍｅａｎ±ＳＤ）で、分析は行われる。（実施例９に記載されているように取得された細胞対ＨｅｐＧ２細胞対ｈＰＳ細胞） Ｃ）ＧＳＫ３阻害剤の存在で分化した肝細胞様細胞の１９日目でＣＹＰ１Ａ２（ｒｅｄ）（実施例９）…の免疫細胞化学（ｉｍｍｕｎｏｃｙｔｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）を示している。 他の細胞型から浄化された肝細胞の３日目から、ＧＳＫ３阻害剤の存在で肝細胞由来のｈＥＳＣの分化である。 Ａ〜Ｃは、図２によるとプロトコルi又はiiによって１７日目で分化されるｈＥＳＣ−ＨＥＰを示している。Ｄ〜Ｅは、図２によるとプロトコルiii又はivによって１５日目で分化されるｈＥＳＣ−ＨＥＰを示している。 Ａ）０μＭ ＢＩＯ、プロトコルi Ｂ）１μＭ ＢＩＯ、３〜９日、プロトコルii Ｃ）５μＭ ＢＩＯ、３〜９日、プロトコルii Ｄ）０μＭ ＢＩＯ、３〜９日、１．５μＭ ＢＩＯ、１０〜１５日、プロトコルiii Ｅ）３．５μＭ ＢＩＯ、３〜９日、１．５μＭ ＢＩＯ、１０〜１５日、プロトコルvi ＡとＢは他の細胞型によって上回って成長したｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌を、一方で、細胞の大部分Ｃでは、培養菌は肝細胞様細胞であることを示している。ＥはＤよりｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌が純粋であることを表している。白の矢印：肝細胞様細胞、黒の矢印：肝細胞様細胞以外の細胞種、目盛尺：１００μｍ ＮａＢ（ヒストンデアチラーゼ（ＨＤＡＣ）阻害剤）及びＢＩＯ（ＧＳＫ３阻害剤）を補充した培地で分化されたｈＥＳ−ＨＥＰ培養菌の機能的なＣＹＰ１Ａ活性は、成熟培地にＮａＢなしの培養菌と比較され、図９は、ＨＤＡＣ阻害剤（例ＮａＢ）が転写を媒体にしてＷｎｔシグナルを増強することを示している。２４〜２５日目に、ｎ＝１で分析は行われる。 肝細胞マーカーの遺伝子発現水準は３日目に補充されたＢＩＯによって誘導される。Ｑｒｔ−ＰＣＲデータはＢＳＥＰを除くＨｅｐＧ２の遺伝子発現比水準（ｆｏｌｄ ｃｈａｎｇｅ ｇｅｎｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｓ）として表れる。図１０は実施例２２に対応する。 Ａ）フェーズI、薬物代謝酵素：ＣＹＰ３Ａ４、ＣＹＰ３Ａ５、ＣＹＰ２Ｃ９はＢＩＯを添加することで発現水準が増加したことを示している。ＣＹＰ３Ａ７はほとんど増加しないことを示している。 Ｂ）フェーズII、薬物代謝酵素：ＧＳＴＡ１及びＵＧＴ２Ｂ７は、ＢＩＯが追加されたとき発現を増加させることを示している。 Ｃ）フェーズIII、トランスポーターＭＲＰ２及びＢＳＥＰはＢＩＯが加えられたとき両方とも発現を増加したことを示している。 Ｄ）一般的な肝臓マーカー：Ａ１ＡＴは２８日目に強く増加することを示した。ＡＬＢは肝細胞様細胞の成熟を示している２６日目に減少した。ＴＡＴは全ての日で、ＢＩＯなしで培養された細胞とＢＩＯで培養された細胞より高い発現水準を示した。 図１１は内胚葉から肝細胞様細胞フェーズの間のＧＳＫ−３阻害剤ＢＩＯによってＷｎｔシグナル調節ありとなしで、生成されたｈＥＳＣ−ＨＥＰのＵＧＴ肝細胞代謝マーカーの発現水準に関連する。ＦＣ＝比（ｆｏｌｄ ｃｈａｎｇｅ）は発現に関連し、いくつかの実施例について１を設定する。グラフは分化／成熟プロトコル（実施例２１参照）及び特定のＵＧＴ基質上でＵＧＴｓ活性のための＋／−ＧＳＫ３阻害剤治療の３つの内１つで治療された細胞の発現水準を示している。また、特定のＵＧＴ基質としては：（ＵＧＴ１Ａ１［β−エストラジオール］）；（ＵＧＴ２Ｂ［β−エストラジオール］）；（ＵＧＴ１Ａ６［１−ナフトール（Ｎａｐｈｔｈｏｌ）］）、（ＵＧＴ１Ａ９［プロポフォール］）、（ＵＧＴ２Ｂ７［ナロキソン］）が挙げられる。不特定コントロール（ｎｏｎ−ｓｅｐｃｉｆｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ）（メチルウンベリフェロン）もまた含まれた。ｎ＝実験の結果平均して取得された数 図１２は末期成熟期間の間に（１０日目以後）ＢＩＯ以外のＧＳＫ３阻害剤によって、Ｗｎｔシグナルの調節で生成されたｈＥＳＣ−ＨＥＰの肝細胞マーカーの発現水準に関連する。含まれることが示されている取り扱い：ｈＥＳＣ−ＨＥＰ（ネガティブコントロール（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）；分化の間のＧＳＫ阻害剤に決してさらされない細胞）、ＢＩＯ、ＳＢ２１６７６３、ケンパウロン、インジルビン−３−Ｏ；また第２のネガティブコントロール（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）として、未分化のｈＥＳＣ細胞（ｈＥＳＣ）は含まれる。図１２ＡはフェーズI酵素の発現を示している。図１２ＢはフェーズII酵素及び肝細胞マーカーの発現を示している。ＧＳＫ３阻害剤は分化末期の間（１０日目以後から）に限り存在した；さまざまなサンプルのいたるところで、ハウスキーピング遺伝子（Ｃｒｅｂ）の発現水準を示すネガティブコントロールグラフがさらにまた含まれる。 図１３は分化中間（３〜９日目）及び末期段階（１０〜２３日目）の両方の間にＢＩＯ以外のＧＳＫ３阻害剤によって、Ｗｎｔシグナルの調節で生成されたｈＥＳＣ−ＨＥＰの肝細胞マーカーの発現水準に関連する。含まれることが示されている取り扱い：ｈＥＳＣ−ＨＥＰ（ネガティブコントロール（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）；分化の間のＧＳＫ阻害剤に決してさらされない細胞）、ＢＩＯ、ＳＢ２１６７６３、ケンパウロン、インジルビン−３−Ｏ；また第２のネガティブコントロール（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）として、未分化のｈＥＳＣ細胞（ｈＥＳＣ）は含まれ；さまざまなサンプルのいたるところで、ハウスキーピング遺伝子（Ｃｒｅｂ）の発現水準を示すネガティブコントロールグラフがさらにまた含まれる。図１３ＡはフェーズI酵素の発現を示し、図１３ＢはフェーズII酵素及び肝細胞マーカーの発現を示している。 図１４は分化末期（１０日目＋）の間に、ＢＩＯ以外のＧＳＫ−３阻害剤によって、Ｗｎｔシグナルの調節で生成したｈｉＰＳ−ＨＥｐ細胞の一般的な肝細胞マーカー（Ｃ）及びフェーズII酵素（Ｂ）、フェーズI酵素（Ａ）の発現水準に関連する。扱いはｉＰＳ−ＨＥＰ（ネガティブコントロール（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）ＧＳＫ阻害剤に決してさらされていない細胞）、ＢＩＯ、ＳＢ２１６７６３、ケンパウロン、インジルビン−３−Ｏを含むことを示す；また第２のネガティブコントロール（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）には未分化のｈｉＰＳ細胞（ｉＰＳ）が含まれる。 図１５は分化の中間（３〜９日目）及び末期段階（１０〜２３日目）の両方の間で、ＢＩＯ以外のＧＳＫ−３阻害剤によって、Ｗｎｔシグナルの調節で生成されたｈｉＰＳ−ＨＥＰ細胞の一般的な肝細胞マーカー（Ｃ）及びフェーズII酵素（Ｂ）、フェーズI酵素（Ａ）の発現水準に関連する。扱いはｉＰＳ−ＨＥＰ（ネガティブコントロール（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）ＧＳＫ阻害剤に決してさらされていない細胞）、ＢＩＯ、ＳＢ２１６７６３、ケンパウロン、インジルビン−３−Ｏを含むことを示す；また第２のネガティブコントロール（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ）には未分化のｈｉＰＳ細胞（ｉＰＳ）が含まれる。

本発明では、ＧＳＫ阻害剤ＢＩＯ（ＧＳＫ阻害剤IX）を含むいくつかのＷｎｔ経路の調節剤は試験された。例（Ｎｅｊａｋ− Ｂｏｗｅｎ ｅｔ ａｌ ２００８）のような化学文献で開示され、その分野で良く知られているように、他のＧＳＫ−３阻害剤とシグナル伝達系（ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ ｃａｓｃａｄｅ）を果たす分子は、Ｗｎｔシグナル経路の調節に関して類似する効果があることが示された。一般的な培養及び従来技術の例としては継続しているＰＣＴ／ＥＰ２００４／００５０３３、ＰＣＴ／ＥＰ０２／１４８９５、ＰＣＴ／ＥＰ２００５／０４０５８２、ＰＣＴ／ＥＰ２００６／００９６９７、ＰＣＴ／ＥＰ２００７／００４９４０、ＰＣＴ／ＥＰ２０８／０５９４９１の出願で開示されている。

実施例の中で説明されているように、出発物質は胚体内又は胚体外分化系列への分化初期を経て由来するどんな多能性幹細胞からなっても良い。また、その出発物質は肝前駆体分化系列のどんな細胞でも良い。

実施例１：フィーダー細胞上で維持されたヒト多能性幹細胞由来の肝細胞に関する出発物質
全てのｈＰＳ細胞（上記で定義されたような）は、この発明のための出発物質として用いることができる。以下の例のような特に肝細胞様細胞は、ｍＥＦ細胞上で培養された生体外の未分化のヒト胚性幹細胞（ｈＥＳＣ）由来であった（Ｈｅｉｎｓ ｅｔ ａｌ ２００４， Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌｓ）。この試験で用いられる細胞株は、ｈＥＳ細胞株ＳＡ００２、ＳＡ１２１、ＳＡ１８１（Ｃｅｌｌａｒｔｉｓ ＡＢ， Ｇｏｅｔｅｂｏｒｇ， Ｓｗｅｄｅｎ）に限られずにでき、そして、Ｈｅｉｎｓ ｅｔ ａｌ． ２００４に記載のようにそれらを増殖させることができる。これらの細胞株はＮＩＨ幹細胞登録及びＵＫ幹細胞バンク、ヨーロッパｈＥＳＣ登録でリストにされ、申請で利用可能である。ｈＥＳＣから取得されたｈＰＳに加えて、ｈｉＰＳ（誘導多能性幹細胞）から取得されたｈＰＳ細胞発明は、この発明の実施例に関して肝細胞誘導が使われている。

実施例２：ＧＳＫ３阻害剤を使用するヒト多能性幹細胞からの肝細胞誘導
肝細胞は図１のプロトコルによるｈＥＳ細胞及びヒトｈｉＰＳ細胞の両方に由来し、このプロトコルはヒト多能性幹細胞からヒト肝細胞様細胞への誘導の概要を提供する。最初の培地に加える前（ＩＤ０〜２日目）に、その培養菌は二倍のＰＢＳで徹底的に洗浄された。別の培地は、０日目（ＩＤ０〜１日目）、２日目（ＩＤ２〜４日目）、４日目と７〜１０日目の２、３日おき（ＶＨ１）、１０〜２８日目の２、３日おき（ＭＭI又はＭＭII）に準備され、新たに加えられた。細胞は４日目で継代され、細胞濃度５０，０００−３５０，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２例えば１００，０００−３００，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２、好ましくは２００，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２でリプレート（ｒｅｐｌａｔｅ）される。

分化初期（ＩＤ）ステップ
０〜１日目
ＲＰＭＩ１６４０（＋０．１％ＰＥＳＴ， ＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ）
１ ｘ Ｂ２７
１００ｎｇ／ｍｌアクチビンＡ
１ｍＭ ＮａＢ

２〜３日目
ＲＰＭＩ１６４０（＋０．１％ ＰＥＳＴ＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ）
１ｘＢ２７
１００ｎｇ／ｍｌアクチビンＡ
０．５ｍＭ ＮａＢ

肝前駆体ステップ
３日目
＋／−３．５μＭ ＧＳＫ−３阻害剤（例ＢＩＯ）

ＶＨ１
４〜９日目
ＶｉｔｒｏＨＥＳ
１％ＤＭＳＯ
＋／−３．５μＭ ＧＳＫ−３阻害剤（例ＢＩＯ）

成熟培地（ＭＭ）I
１０〜３０日目
ＷＭＥ＋ＳＱ（−ＧＡ１０００）＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ＋０，１％ＰＥＳＴ）
１０ｎｇ／ｍｌ ＯｓＭ
０．１μＭ ＤｅｘＭ
２ｎｇ／ｍｌ ｂＦＧＦ
１０ｎｇ／ｍｌ ＨＧＦ
０．５％ ＤＭＳＯ
１０ｍＭ ニコチンアミド
ＩＴＳ（１０μｌ／ｍｌ）
３ｎｇ／ｍｌ Ｇｌｕｃａｇｏｎ
＋／−１．５μＭ ＧＳＫ−３阻害剤（例ＢＩＯ）

実施例３：実施例２及び図１に沿うが、成熟培地I（ＭＭI）を成熟培地II（ＭＭII）と入れ替える。

成熟培地（ＭＭ）II
１０〜３０日目
ＷＭＥ＋ＳＱ（−ＧＡ１０００）＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ＋０．１％ＰＥＳＴ）
１０ｎｇ／ｍｌ ＯｓＭ
０．１μＭ ＤｅｘＭ
２０ｎｇ／ｍｌ ＨＧＦ
０．５％ ＤＭＳＯ
＋／−１．５μＭ ＧＳＫ−３阻害剤（例ＢＩＯ）

実施例４：実施例２に沿うが、ＧＳＫ３阻害剤を添加しない。実施例４はｈＥＳＣがＧＳＫ３阻害剤なしで肝細胞様細胞に分化させられた制御プロトコルである。

図２に沿うように（i〜iv）、図１のプロトコルの概要の変異体が試験された。分化の手順は以下の３段階であって、第一の分化初期段階の期間に、内胚葉細胞に類似する部分的に分化された細胞が形成され（０〜４日目）、第二に部分的に分化された細胞が肝芽細胞／肝前駆体に分化され（４〜１０日目）、最後にその肝芽細胞は肝細胞様細胞に成熟させられる（１０〜３０日目）。

実施例４は図２iに図式的に描かれたように行われた。

実施例５：実施例３に沿うが、ＧＳＫ３阻害剤を添加しない。ｈＥＳＣｓがＧＳＫ３阻害剤なしで肝細胞様細胞に分化させられる制御プロトコルとして含まれる。

実施例５は図２iに図式的に描かれたように行われた。

実施例６：図２iiで図式的に描かれた。実施例２に沿うが、３．５μＭのＧＳＫ３阻害剤が３〜１０日目にのみ添加される。

実施例７：図２iiで図式的に描かれた。実施例３に沿うが、３．５μＭのＧＳＫ３阻害剤が３〜１０日目にのみ添加される。

実施例８：図２iiiで図式的に描かれた。実施例２に沿うが、１．５μＭのＧＳＫ３阻害剤が１０〜３０日目にのみ添加される。

実施例９：図２iiiで図式的に描かれた。実施例３に沿うが、１．５μＭのＧＳＫ３阻害剤が１０〜３０日目にのみ添加される。

実施例１０：図２ivで図式的に描かれた。実施例２に沿うが、３．５μＭのＧＳＫ３阻害剤が３〜１０日目に添加され、１０日目とプロトコルを通して１．５μＭのＧＳＫ３阻害剤にかえられる。

実施例１１：図２ivで図式的に描かれた。実施例３に沿うが、３．５μＭのＧＳＫ３阻害剤が３〜１０日目に添加され、１０日目とプロトコルを通して１．５μＭのＧＳＫ３阻害剤にかえられる。

実施例１２：フィーダーフリーのｈＥＳ又はｈｉＰＳ由来の肝細胞様細胞に関する培地及びサプリメント因子
未分化ｈＰＳ肝細胞様細胞の分化の開始前の細胞を洗浄する。第一の培地に添加する前の分化初期（ＩＤ）ステップ０〜２日目に、Ｔ１５０フラスコ中の未分化培養菌（ＵＤ）はＰＢＳ又はＰＲＭＩ６４０で徹底的に２回洗浄される。その別の培地は常に０日目（ＩＤ０〜１日目）、２日目、３日目、４日目（ＩＤ２〜４日目）、４日目に準備され、新たに加えられた。次に、その細胞は新たにＶＨ１培地の２４ウェルプレートに表面を覆われたゼラチン−（ｇｅｌａｔｉｎｅ）又はマトリゲル（ｍａｔｒｉｇｅｌ）におよそ２００，０００ｃｅｌｌｓ／ｃｍ^２の濃度で継代された。その成熟培地は７〜１０日目の毎第２日目又は第３日目及び１０〜２８日目の毎第２日目又は第３日目のその時にかえられた（ＢＭ２又はＭｏｄII）。実施例１２には、この発明の制御として用いられ、図３Ａ）に沿って行われるＧＳＫ３阻害剤（ＢＩＯ）なしでの誘導が説明されている。

分化初期（ＩＤ）ステップ
０〜１日目
ＲＰＭＩ １６４０ （＋０．１％ＰＥＳＴ，＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ）
１ ｘ Ｂ２７
１００ｎｇ／ｍｌアクチビンＡ
１ｍＭ ＮａＢ

ＩＤ
２〜７日目
ＲＰＭＩ １６４０（＋０．１％ＰＥＳＴ）
１ ｘ Ｂ２７
１００ｎｇ／ｍｌアクチビンＡ
０．５ｍＭ ＮａＢ

７日目にその細胞はＴｒｙｐＬＥセレクトで継代される。その細胞は３７℃で３〜７分間培養される。ＶＨ培地で希釈、洗浄され、３００ｇで５分間回転させた。その後、その細胞は覆われた未使用のシャーレの上に播種された。

ＶｉｔｒｏＨＥＳ１ステップ（ＶＨ１）
７〜１４日目
ＶｉｔｒｏＨＥＳ（ＴＭ）（ＶＨ）
１％ＤＭＳＯ

成熟媒体ＢＭ２（又は代わりにＭＭII（実施例２で記載されたような））１４〜２８日目
ＷＭＥ＋ＳＱ（−ＧＡ１０００、＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ＋０．１％ＰＥＳＴ）
（１０ｎｇ／ｍｌ ＯｓＭ）
０．１μＭ ＤｅｘＭ
１０ｎｇ／ｍｌ ＨＧＦ
０．５％ ＤＭＳＯ

実施例１３：図３Ｂ）に沿って行われる。実施例７に沿うが、１．４μＭのＧＳＫ３阻害剤は１４日目に添加される。

実施例１４：１４日目に導入されるＧＳＫ３阻害剤及び７〜９日目の間の分裂培地（ｓｐｌｉｔ ｍｅｄｉｕｍ）で培養されたその細胞での誘導を記載している、図３Ｃ）に沿って行われる。

分化初期（ＩＤ）ステップ
０〜１日目
ＲＰＭＩ １６４０（＋０．１％ＰＥＳＴ、＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ）
１ ｘ Ｂ２７
１００ｎｇ／ｍｌアクチビンＡ
１ｍＭ ＮａＢ

ＩＤ２〜７日目
ＲＰＭＩ １６４０（＋０．１％ＰＥＳＴ）
１ ｘ Ｂ２７
１００ｎｇ／ｍｌアクチビンＡ
０．５ｍＭ ＮａＢ

７日目にその細胞はＴｒｙｐＬＥセレクトで継代される。その細胞は３７℃で４分間培養される。ＶＨ４培地で希釈、洗浄され、３００ｇで５分間回転させたその後、その細胞は覆われた未使用のシャーレの上に播種された。

分裂媒体（ＳＭ）７〜９日目
ＲＰＭＩ Ａ（＋０．１％ＰＥＳＴ＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ（１０μｌ／ｍｌ）
１００ｎｇ／ｍｌ ａＦＧＦ
５ｎｇ／ｍｌ ｂＦＧＦ
５０ｎｇ／ｍｌ ＢＭＰ２
２００ｎｇ／ｍｌ ＢＭＰ４
０．２％ ＦＢＳ

ＶｉｔｒｏＨＥＳ１ステップ（ＶＨ１） ９〜１４日目
ＶｉｔｒｏＨｅｓ
１％ ＤＭＳＯ

成熟媒体ＢＭ２（又は代わりにＭＭII（実施例２記載のように）） １４〜２８日目
ＷＭＥ＋ＳＱ（−ＧＡ１０００、＋１％Ｇｌｕｔａｍａｘ＋０．１％ＰＥＳＴ）
（１０ｎｇ／ｍｌ ＯｓＭ）
０．１μＭ ＤｅｘＭ
２ｎｇ／ｍｌ ｂＦＧＦ
１０ｎｇ／ｍｌ ＨＧＦ
０．５％ ＤＭＳＯ
１０ｍＭ ニコチンアミド（ｎｉｃｏｔｉｎｅａｍｉｄｅ）
１０μｇ／ｍｌ ＩＴＳ
３ｎｇ／ｍｌ グルカゴン（Ｇｌｕｃｇｏｎ）
１．４μＭ ＢＩＯ

実施例１５：ＧＳＫ３阻害剤による肝細胞由来のｈＥＳＣで培養されたｍＥＦ中のシトクロムＰ４５０１Ａの誘導
ｈＥＳＣｓ（フィーダー細胞で培養されたｈＥＳ細胞）で培養されたＭＥＦは実施例４、８、９に準じて肝細胞様細胞に分化され、そのため、成熟ステップ（１０〜２６日目）の間の成熟培地I及びII（ＭＭI及びＭＭII）（それぞれ実施例８及び９）でのＢＩＯの影響をＢＩＯ（ＧＳＫ３阻害剤（実施例４））なしにして比較している。第一の培地に添加する前（ＩＤ０〜２日目）に、その培養菌はＰＢＳで徹底的に２回洗浄された。別の培地が０日目（ＤＥ０〜１日目）、２日目（ＤＥ２〜４日目）、４日目及び７〜１０日目、他のすべての第３日目（ＶＨ１）、１０〜２６日目、毎第２、第３の２５日目（ＭＭI又はＭＭII）に準備され、新たに加えられた。別の培地の組成についての詳細な情報は、実施例４及び８、９を参照する。４日目に、その細胞は、次にｈＥＳＣ−ＨＥＰに分化される細胞の集密的な層を取得するために新しいシャーレに継代される。簡単にいうと、その細胞は酵素溶液（Ｔｒｙｐｌｅセレクト）で５〜１０分培養することによって培養ユニットから分離された。ＶｉｔｒｏＨｅｓ培地は、酵素の効果を止める培養菌が添加された。その分離された細胞はチューブで移動され、３００ｇで５分間遠心分離器にかけられる。その上澄みは処分され、ＶＨ１培地は次に単個細胞浮遊液に解離されたセルペレットを加えた。細胞がビルケルチャンバー（Ｂｕｅｒｋｅｒ ｃｈａｍｂｅｒ）で数えられ、１ｃｍ^２あたり１５０，０００から２５０，０００個の細胞の細胞密度で培養ユニット（例えば、２４ウェルプレート）に表面が覆われた０．１％のゼラチンに播種された。

１６、１８、２０、２１、２５日目に、ｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌は、０．１％のペニシリンストレプトマイシン、２ｍＭのＬ−グルタミン及び２５ｍＭのヘペス（Ｈｅｐｅｓ）が補充されたフェノールレッドフリーウィリアムスＥ培地で、フェナセチン基質を最終濃度２６μＭに培養することによって、シトクロムＰ４５０ １Ａ活性に関して解析された。２２０μｌに希釈された基質の体積（ｖｏｌｕｍｅ）は２４ウェルプレートの１ウェル毎に添加される。基質でｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌は翌朝まで培養される。１６時間後、培地は集められそして続いて、１０，０００ｇ、４℃で２０分間遠心分離される。サンプルは液体クロマトグラフィー質量分析（ＬＣ−ＭＳ）ＬＣＭＳによってパラセタモール代謝物質の存在に関して分析され、ｐ４５０シトクロム、Ｃｙｐ１Ａ２、１Ａ１酵素によって生体内変換させられる。

（結果）
実施例８に従って１．５μＭのＢＩＯ（ＭＭI＋ＢＩＯ）が補充された成熟培地Iで成熟させたｈＥＳＣ−ＨＥＰは、実施例４に従って培養制御より大きく拡張されたパラセタモールにフェナセチンを代謝できた（図７Ａ参照）。それに加えて、１．５μＭのＢＩＯ（ＭＭII＋ＢＩＯ）の補充された成熟培地IIで培養されたｈＥＳ−ＨＥＰ（実施例９）は、Ｃｙｐ１Ａ活性に関するＭＭI＋ＢＩＯ培養菌より、さらに良く行われる。この傾向は、１６〜１８日目、２０〜２１日目、２５日目の全ての時点で実証されている。そのＣｙｐ１Ａ活性は、ＢＩＯが取り扱われた２つのグループのときに増加し、ＧＳＫ３阻害剤の存在する時間外の肝細胞様細胞の成熟を示している。そのＣｙｐ１Ａ活性は、ＨｅｐＧ２に類似するあるいはより大きいＣＹＰ１ Ａ２及びＡ１遺伝子発現水準を発見することによってサポートされる（図７Ｂ参照）。加えて、そのＣＹＰ１Ａ２タンパク質はＢＩＯの存在する中で成熟したｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌で発見された（図７Ｃ参照）。すなわち、ＧＳＫ３阻害剤はｈＥＳＣ−ＨＥＰ中のｍＲＮＡ及びタンパク質水準の両方で、ＣＹＰ１Ａファミリーメンバーを機能的に発現させることを促す。ＣＹＰ１Ａ１は新生児の肝臓中で発現され、ＣＹＰ１ Ａ２は新生児及び成人の肝臓中で発現されるとき、その結果は、肝細胞様細胞にｈＥＳＣの分化及び成熟に重要な役割を果たすＧＳＫ３阻害剤を示す。

実施例１６：フィーダーフリー培養菌由来のＰＳ細胞
フィーダーフリー状態の下で培養されたｈＥＳＣｓはアクチビンＡが補充された媒体で培養された。肝前駆体細胞とそれからよりいっそう成熟した肝細胞様細胞に分化させることによってその細胞はそれから肝細胞に誘導させられた。ＧＳＫ３阻害剤ありとなしで培養された細胞は、それらの肝細胞の特性及び均一性に関して比較された。培養菌について詳しくは図３及び実施例１２、１３、１４参照。

この研究から、我々は、ＧＳＫ３阻害剤（ＢＩＯ）はその培養菌の分化、成熟、均一性に関して非常に重要であると結論を下すことができた。（図４Ａ及びＢの結果を参照）、代謝活性（図４Ａ）及び肝細胞遺伝子マーカー発現（図４Ｂ）の両方がＧＳＫ−３阻害剤にさらされた中でより高い水準であったため、その結果、フィーダー細胞上で最初に維持されたｈＰＳ由来のｈＥＳＣ−ＨＥＰｓに匹敵した。ＢＩＯの取り扱いが、ＢＩＯの取り扱い上、ベータカテニンが細胞膜から核に移動が見られる図４Ｃに示されたＷｎｔ経路に影響している証拠は、Ｗｎｔ経路のシグナルの役割と矛盾しない。

実施例１７：ｈｉＰＳ由来の肝細胞様細胞の誘導
培養及び誘導は図３に沿って実施例１２〜１４に記載されたように行われたが、フィーダーフリーｈＰＳ細胞をｈｉＰＳ細胞と入れ替えた。未分化のｈｉＰＳ細胞は部分的に分化された細胞への初期分化を促す媒体が補充されたアクチビンＡで培養された。部分的に分化された細胞由来のｈｉＰＳは次に（０．１％のゼラチン又は０．０１６ｍＭマトリゲルで表面を覆われたプレートに）継代され、肝前駆体細胞に誘導され、そしてそのときＢＩＯ補助剤ありとなしの媒体で肝細胞様細胞に誘導された（図３Ａ）Ｂ）参照）。

この研究の結論は、ＢＩＯで補充された媒体で成熟したｈｉＰＳ細胞はＧＳＫ−３阻害剤なしで成長した細胞と比較して、より成熟し、大きな反応をしたことである。これはＱ−ＰＣＲ（免疫細胞化学及び活性検査）によるその細胞の発現プロファイル分析によって結論付けられた（図５）。これらの結果は検証すると、我々がフィーダーフリーの方法で培養されたｍＥＦ及びｈＥＳ上で培養された両方のｈＥＳに関して測定したことと一致する（図４）。

そのｈｉＰＳ細胞は密集するまでｍＥＦｓ上で培養された。その細胞はＰＢＳ＋／＋で２回洗浄され、培地を含んでいるアクチビンＡと共に取り扱われた（図３ａ−ｂ参照）。その細胞は３日目中モルホロジーのような内胚葉（ｅｎｄｏｄｅｒｍ ｌｉｋｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）に適応した。その細胞の大部分が部分的に分化させられたとき、その細胞は肝細胞様細胞（図３Ａ）−Ｂ）参照）±ＢＩＯに細胞を誘導する因子が補充された媒体にさらされていた。別のマトリックス：ゼラチン及びマドリゲルは結果にほとんど影響を与えなかった。ＢＩＯはＣＹＰｓ（ＣＹＰ１Ａ２）を含む成熟した肝細胞に関していくつかのマーカーを発現上昇させたという点で、その細胞に著しい影響を与えた。また、ＢＩＯと共に取り扱われたｈＥＳＣ−ＨＥＰＳはより代謝活性させることも示した（図５Ａ）。

（結果）
肝細胞様細胞プロトコルの成熟フェーズにおいてのＢＩＯの結論：
・ＢＩＯなしの制御と比較してＣＹＰ１Ａ活性を増加させた。
・ＢＩＯなしの制御と比べてＣＹＰ１Ａ１、ＣＹＰ１Ａ２、ＣＹＰ３Ａ４、ＣＹＰ２Ｃ９、ＣＹＰ７Ａ１、ＭＲＰ２、ＣＤ４４、ＡＦＰ、ＣＫ１８、ＣＫ１９活性のｍＲＮＡを増加させた。

図３ｃ）のような肝細胞様細胞プロトコルの成熟段階の分裂培地（ｓｐｌｉｔ ｍｅｄｉｕｍ）（ＳＭ）及びＢＩＯの使用の結論。図５に結果の図が示されている。
・ＢＩＯなしの制御と比較してＣＹＰ１Ａ及びＣＹＰ３Ａ活性を増加させた。
・ＢＩＯなしの制御と比較してＣＤ４４、ＡＦＰ、ＣＫ１８、ＣＫ１９、ＣＹＰ１Ａ１、ＣＹＰ１Ａ２、ＣＹＰ３Ａ４、ＣＹＰ２Ｃ９、ＣＹＰ７Ａ１、アルブミン（Ａｌｂｕｍｉｎ），ＯＡＴＰ２、Ａ１ＡＴ、ＭＲＰ２活性のｍＲＮＡを増加させた。

実施例１８：ｈＥＳ細胞由来の肝細胞の均質集団（ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）をもたらす、ＧＳＫ３阻害剤（ＢＩＯ）を使用する選択的な分化
図２ii、iv（３日目からＢＩＯ存在）に沿って実施例６及び１１に従って、肝細胞様細胞に分化したｈＥＳＣで培養されたＭＥＦは、３日目からＢＩＯを扱った培養菌中の肝細胞様細胞の純化が実証された、図２i、iii（それぞれ１０〜３０日目から添加されたＢＩＯとＢＩＯなし）に沿って実施例４及び８Ｄによって分化した肝細胞様細胞と比較された（実施例６及び１１）。形態の観察は図８で図解されている。ＢＩＯのなし又は低い濃度（１μＭ）の培養菌は、図８Ａ及びＢで示されるように肝細胞様細胞は滅多に測定されない、高度に不均質の培養菌をもたらす。まず第一に、３日目の５μＭのＢＩＯの添加は劇的な細胞死をもたらした。しかしながら、４日目に生存細胞（ＤＥ細胞及び／又は前方内胚葉細胞）は新たなウェルに継代され、高度に純化され、そしてｈＥＳＣ−ＨＥＰの同質の培養菌は分化過程が進行したときに現れた（図８Ｃ参照）。ＢＩＯの中間濃度（３．５μＭ）は三日目（実施例１１）から培養菌中で試験され、未処理の培養菌（実施例９）と比較して、ｈＥＳＣ−ＨＥＰをより純化させる結果をもたらした。加えて、より少ない劇的な細胞死は３日目から５μＭのＢＩＯで成長させた培養菌と比較して計測された。したがって、分化末期段階にＧＳＫ−３阻害剤を添加することは、３日目に添加したとき見られた大量の細胞死をさけるために利点がある。さらに、細胞集団の純化の結果（図８）、純度表はまた、末期段階（１０日目＋）で少なくともＢＩＯの添加は最終純度をより良くすることを示す。データはＤＥ細胞及び／前方内胚葉細胞の選択においてのＧＳＫ３阻害剤の役割、肝芽細胞及び次に肝細胞様細胞にさらに分化するための必須条件を示す。加えて、この段階でＧＳＫ３阻害剤は適格性のある内胚葉の肝細胞誘導に役立つ／を促してもよい。

実施例１９：ＨＤＡＣ阻害剤は肝細胞分化を誘導及び刺激するＷｎｔシグナルを増強する
図９は成熟媒体（例えば、ＨＤＡＣ阻害剤で補充されたＭＭI、ＧＳＫ３阻害剤と一緒に酪酸ナトリウム（ＮａＢ，１ｍＭ）、２１〜２５日目で（１．４μＭの）ＢＩＯ）で分化したｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌（肝細胞様細胞）中の機能的なＣＹＰ１Ａ活性のデータを実施例１４に記載されたような下記のプロトコルで示している。ｍＥＦ培養菌由来の細胞株ＳＡ００２は出発物質として使われていた。

それらのｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌は、培養菌を含むＮａＢ中のＣＹＰ１Ａ活性を増加させる成熟媒体のＮａＢなしの同様のｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌と比較された。データはＨＤＡＣ阻害剤（例えばＮａＢ）の転写を媒体にしたＷｎｔシグナルの強化や肝細胞分化への作用をするために果たす役割を示している。

実施例２０：肝細胞分化初期にＧＳＫ３阻害剤にさらすことはｈＥＳＣ−ＨＥＰの肝臓遺伝子発現プロファイルを改善する
実施例９、図２、プロトコルiii（３〜１０日目の間ＢＩＯなし）又は実施例１１、図２、プロトコルiv（３〜１０日目の間３．５μＭのＢＩＯあり）に従って、ｈＥＳＣ−ＨＥＰは細胞株ｍＥＦ層上のＳＡ００２培養菌から生じた。２１、２４、２６、２８日目にキアゲン（Ｑｉａｇｅｎｅ）のＲＮＡ分離キットを使用することでＲＮＡの合計が２つのｈＥＳ−ＨＥＰ培養菌から集められ、分離させられた。Ｔａｑｍａｎプローブの使用によって、定量的逆転写酵素ＰＣＲ、ＱｒｔＰＣＲ、は、以下の肝細胞マーカー遺伝子に対して行われる：フェーズI薬物代謝酵素；ＣＹＰ（シトクロム（ｃｙｔｏｃｈｒｏｍｅ）Ｐ４５０）３Ａ４、３Ａ７、２Ｃ９、フェーズII薬物代謝酵素ＧＳＴＡ１（ｇｌｕｔａｔｉｏｎ−Ｓ−ｔｒａｎｓｆｅｒａｓ Ａ１）、ＵＧＴ２Ｂ７（ＵＤＰグルクロノシルトランスフェラーゼ（ｇｌｕｃｕｒｏｎｏｓｙｌｔｒａｎｓｆｅｒａｓｅ）２Ｂ７）、フェーズIII、輸送体；ＭＲＰ２（多剤関連性タンパク質２）、ＢＳＥＰ（胆汁酸トランスポーター）そして一般的な肝細胞マーカー；Ａ１ＡＴ（アルファ−１−アンチトリプシン）、ＡＬＢ（アルブミン）、ＴＡＴ（チロシンアミノトランスフェラーゼ）。全データはハウスキーピング遺伝子ＣＲＥＢにノーマライズされた。Ｈｅｐ２培養菌由来のＲＮＡは含まれ、そしてデータはＨｅｐＧ２の比として表される。ＢＳＥＰはＨｅｐＧ２細胞がその遺伝子を発現しないので例外である。したがって、ＢＳＥＰ発現は、異なるソース由来のＲＮＡを含むいわゆるキャリブレーターの比として代わりに表される。

データは図１０Ａ〜Ｄに表され、ＣＹＰ３Ａ７を除く全ての遺伝子はＢＩＯが３〜１０日目から除かれた培養菌より、３日目からＢＩＯにさらされたｈＥＳＣ−ＨＥＰのほうが高水準で発現されることを示している。ＣＹＰ３Ａ７に関しては、その反対が測定された。ＣＹＰ３Ａ７は出生前に主に発現される薬物代謝酵素であり、新生児及び成人の肝臓中のＣＹＰ３Ａ４であるので（出生前後、成人の両方のＣｙｐ３Ａ５）、ＣＹＰ３Ａファミリーメンバーの発現パターンは、初期の分化プロトコルでＢＩＯは肝細胞分化の改良及びＷｎｔシグナルを刺激することによってｈＥＳＣ−ＨＥＰ培養菌をより成熟させることに役立つための役割を果たすことを示している。培養菌にさらされたＢＩＯ中の肝細胞マーカーの改良された発現水準は、ＧＳＫ−３阻害剤がｈＥＳＣの肝細胞分化初期に重要であることの発見をサポートしている。

実施例２１：肝細胞分化初期の間にＧＳＫ−３阻害剤にさらされたｈＥＳＣ−ＨＥＰｓ中のＵＧＴ代謝活性の改良
フィーダーフリーの状態（実施例１２〜１４参照）で培養されたｈＥＳＣｓ由来のｈＥＳＣ−ＨＥＰの代謝活性はいくつかのＵＤＰ−グルクロニルトランスフェラーゼ（ＵＧＴｓ）（多数の薬物代謝に関与する酵素）の活性を試験することによって発生及び成熟の間のＧＳＫ−３阻害剤の効果を決定するために測定された。これらのＵＧＴｓ活性はいくつかの基質を用いて試験された。すなわち、βエストラジオール（ＵＧＴ１Ａ１、３−グルクロニド）、１−ナフトール（ＵＧＴ１Ａ６）、プロポフォール（ＵＧＴ１Ａ９）、ナロキソン（ＵＧＴ２Ｂ７）。また、非特異的な制御（メチルウンベリフェロン）には、ｈＥＳＣ−ＨＥＰｓが７日目までに原則実施例１２にしたがって分化されたことが含まれた（図１２参照）。この点で、細胞は３つのプロトコルの内１つで取り扱われた。３つのプロトコルはそれぞれ、プロトコル１（７日目から１４日目のＶＨ１培地、１４日目から２５日目のＢＭ２成熟培地、１４日目から２５日目のＢＩＯが限って存在する）、プロトコル２（７日目から２５日目のＢＭ２培地、１４日目から２５日目のＢＩＯが存在する）、プロトコル３（７日目から１４日目のＭＭI培地、１４日目から２５日目のＭＭII成熟培地）であって、それぞれ、１．４μＭの濃度で＋／−ＧＳＫ３阻害剤（このケースではＢＩＯ）を用いる。明確な傾向は、発生の間でＧＳＫ−３阻害剤が取り扱われた細胞の活性をより向上させるＵＧＴｓのほとんどで、見られることができる。そしてこの傾向は３つの分化プロトコルの全てにわたってみられる。いくつかのＵＧＴｓ（例えば、ＵＧＴ１Ａ１）については、増加の度合いは他のものよりはるかに大きいが、全体の傾向としては、細胞をＧＳＫ３阻害剤にさらすことによって、全ての好ましい分化方法に適したより成熟した、代謝活性な表現型となる。

実施例２２：より分化の末期段階でＢＩＯを除くＧＳＫ−３阻害剤を使用しているＷｎｔシグナルの調節によってｈＥＳＣ−ＨＥＰｓ中の初期及び末期の段階の肝細胞マーカーの誘導
ｈＥＳＣ−ＨＥＰｓは原則として実施例９、図２iiiの記載に由来しているが、代わりの（ＢＩＯを除く）ＧＳＫ３阻害剤は以下に示すことに使われる。他のＧＳＫ３阻害剤は内胚葉から肝細胞マーカー遺伝子の発現を誘導するための肝細胞に分化する間、ＢＩＯと交互に用いられることができ、Ｗｎｔシグナル経路を調節できる。その上、分化細胞は分化の末期（１０日目から）段階に限りＧＳＫ−３阻害剤にさらされていた。ＧＳＫ−３阻害剤に変わる３つは、ＢＩＯとともに、肝細胞マーカー発現（ＳＢ２１６７６３、ケンパウロン及びインジルビン−３−Ｏ）を誘導する効果を判定するために試験され、そして、フェーズIとフェーズIIの酵素と肝細胞マーカーとに関する結果がまとめられた。ここでこの試験では、二つのネガティブコントロール（分化の間にＧＳＫ−３阻害剤にさらされなかったｈＥＳＣ−ＨＥＰと、未分化のｈＥＳＣ細胞）を行った。結果は図１２Ａ（フェーズIのマーカー酵素）及び図１２Ｂ（フェーズIIのマーカー酵素と肝細胞マーカー）に示され、フェーズIの酵素で見ることができ、全てのＧＳＫ３の代用品はネガティブコントロールの水準を超えて遺伝子発現を誘導すると一般的に思われる。実際に、フェーズIの酵素と肝細胞マーカーのほとんどに関しては、ケンパウロンはＢＩＯより発現の水準が高く誘導すると思われる。異なるマーカーと異なるＧＳＫ３阻害剤が比較されたとき、フェーズIIの酵素と肝細胞マーカーに関する結果は多少変動的ではあるが、試験された３つの代わりの組成はＷｎｔシグナル経路を調節し、肝細胞様細胞成熟を促すＢＩＯに適した代用品として用いられることができることが再度一般的に表れる。ハウスキーピング遺伝子Ｃｒｅｂ（転写調節因子）の発現はさまざまなサンプルとプロトコルにわたって、違いがほとんどないことを示している。ｈＥＳＣ−ＨＥＰＳの代わりにｈｉＰＳ細胞が用いられた場合に同等の結果が、図１４で示され、もう一度ＢＩＯが他のＧＳＫ−３阻害剤によって代えられることができることの発見をサポートする。

実施例２３：分化中期と末期の段階の両方でＢＩＯを除くＧＳＫ３阻害剤を用いるＷｎｔシグナルの調節による、ｈＥＳＣ−ＨＥＰｓ中の初期及び末期段階の肝細胞マーカーの誘導
ｈＥＳＣ−ＨＥＰｓは原則実施例１１及び図２ivに記載されたように由来するが、代わりの（ＢＩＯを除く）ＧＳＫ−３阻害剤は以下に示すことに使われる。他のＧＳＫ−３阻害剤は内胚葉から肝細胞マーカー遺伝子の発現を誘導するための肝細胞に分化する間、ＢＩＯと交互に用いられることができ、Ｗｎｔシグナル経路を調節できる。分化の中期（３〜９日目）及び末期（１０〜２３日目）段階の間に、分化細胞はＧＳＫ−３阻害剤にさらされた。ＧＳＫ−３阻害剤に変わる３つは、ＢＩＯとともに、肝細胞マーカー発現（ＳＢ２１６７６３、ケンパウロン及びインジルビン−３−Ｏ）を誘導する効果を判定するために試験され、そして、フェーズIとフェーズIIの酵素と肝細胞マーカーとに関する結果がまとめられた。ここでこの試験では、二つのネガティブコントロール（分化の間にＧＳＫ−３阻害剤にさらされなかったｈＥＳＣ−ＨＥＰと、未分化のｈＥＳＣ細胞）を行った。分化の３〜９日目の間、使用されたＧＳＫ−３阻害剤の濃度は以下のようであった。：ＢＩＯ ３．５μＭ、ＳＢ２１６７６３ ３４ｎＭ、ケンパウロン０．２３μＭ、インジルビン−３−Ｏ ２２ｎＭ。分化末期段階（１０日目から２３日目）について、濃度が以下にかえられた。：ＢＩＯ１．５μＭ、ＳＢ２１６７６３ ２．５μＭ、ケンパウロン２．５μＭ、インジルビン−３−Ｏ ２．５μＭ。結果は図１３Ａ（フェーズIの酵素）及び図１３Ｂ（フェーズIIの酵素）に示され、フェーズIの酵素で見ることができ、ＧＳＫ−３の代用品はネガティブコントロールの水準を超え、しばしばＢＩＯの取り扱いで見られた水準を超える肝細胞マーカー遺伝子発現を誘導すると一般的に思われる。実際に、フェーズIの酵素、ケンパウロンのほとんどはＢＩＯより高い発現の水準を誘導すると思われる。別のマーカーと別のＧＳＫ−３阻害剤が比較されたとき、フェーズIIの酵素と肝細胞マーカーに関する結果は多少変動的ではあるが、試験された３つの代わりの組成はＷｎｔシグナル経路を調節し、肝細胞様細胞成熟を促すＢＩＯに適した代用品として用いられることができることが、再度一般的に表れる。また、ＧＳＫ−３阻害剤は末期段階の間のみ調節を比較できることによって、中期及び末期段階で、Ｗｎｔシグナルの調節をすることは明らかである。予期されたその結果（他のもの以上の特定のマーカーの発現）次第で、次に、一つの方法がその他のもの以上に望ましくてよい。ハウスキーピング遺伝子Ｃｒｅｂ（転写調節因子）の発現水準は、さまざまなサンプルとプロトコルにはここで、ほとんど違いが見られない。ｈＥＳＣ−ＨＥＰＳの代わりにｈｉＰＳ細胞が用いられた場合に同等の結果が、図１５で示され、もう一度ＢＩＯが他のＧＳＫ−３阻害剤によって代えられることができることの発見をサポートする。

Claims (11)

1. ｉ）ヒト多能性幹（ｈＰＳ）細胞を胚体内胚葉細胞に分化させ；
   ｉｉ）工程ｉ）で得られた胚体内胚葉細胞を、０．０５−５％のジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）を含む一つの分化培地を用いて胚芽細胞に分化させ；および
   ｉｉｉ）工程ｉｉ）で得られた胚芽細胞を、０．０１−５μＭデキサメタゾン、１−５０ｎｇ／ｍｌのヒト成長因子（ＨＧＦ）、１−２５ｎｇ／ｍｌのオンコスタチンＭ（ＯｓＭ）、０．０５−５％のＤＭＳＯおよび０．１−１０μＭの一つのＧＳＫ−３阻害剤であって、
   ＢＩＯ（２’Ｚ，３’Ｅ）−６−ブロモインジルビン（Ｂｒｏｍｏｉｎｄｉｒｕｂｉｎ）−３’−オキシム（ｏｘｉｍｅ）（ＧＳＫ３阻害剤ＩＸ）；
   ＢＩＯ−アセトキシム（Ａｃｅｔｏｘｉｍｅ）（２’Ｚ，３’Ｅ）−６−ブロモインジルビン（Ｂｒｏｍｏｉｎｄｉｒｕｂｉｎ）−３’−アセトキシム（ａｃｅｔｏｘｉｍｅ）（ＧＳＫ３阻害剤Ｘ）；
   （５−メチル（Ｍｅｔｈｙｌ）−１Ｈ−ピラゾール（ｐｙｒａｚｏｌ）−３−ｙｌ）−（２−フェニルキナゾリン（ｐｈｅｎｙｌｑｕｉｎａｚｏｌｉｎ）−４−ｙｌ）アミン（ａｍｉｎｅ）（ＧＳＫ３阻害剤ＸＩＩＩ）；
   ピリドカルバゾール−シクロペンタジエニルルテニウム錯体（Ｐｙｒｉｄｏｃａｒｂａｚｏｌｅ−ｃｙｃｌｏｐｅｎａｄｉｅｎｙｌｒｕｔｈｅｎｉｕｍ ｃｏｍｐｌｅｘ）（ＧＳＫ３阻害剤ＸＶ）；
   ＴＤＺＤ−８ ４−ベンジル（Ｂｅｎｚｙｌ）−２−メチル（ｍｅｔｈｙｌ）−１，２，４−チアジアゾリジン（ｔｈｉａｄｉａｚｏｌｉｄｉｎｅ）−３，５−ジオン（ｄｉｏｎｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤Ｉ）；
   ２−チオ（Ｔｈｉｏ）（３−ヨードベンジル（ｉｏｄｏｂｅｎｚｙｌ））−５−（１−ピリジル（ｐｙｒｉｄｙｌ））−［１，３，４］−オキサジアゾール（ｏｘａｄｉａｚｏｌｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤ＩＩ）；
   ＯＴＤＺＴ２，４−ジベンジル（Ｄｉｂｅｎｚｙｌ）−５−オキソチアジアゾリジン（ｏｘｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｉｄｉｎｅ）−３−チオン（ｔｈｉｏｎｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤ＩＩＩ）；
   アルファ（ａｌｐｈａ）−４−ジブロモアセトフェノン（Ｄｉｂｒｏｍｏａｃｅｔｏｐｈｅｎｏｎｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤ＶＩＩ）；
   ＡＲ−ＡＯ１４４１８Ｎ−（４−メトキシベンジル（Ｍｅｔｈｏｘｙｂｅｎｚｙｌ））−Ｎ’−（５−ニトロ（ｎｉｔｒｏ）−１，３−チアゾール（ｔｈｉａｚｏｌ）−２−ｙｌ）ウレア（ｕｒｅａ）（ＧＳＫ−３ベータ阻害剤ＶＩＩＩ）；
   ３−（１−（３−ヒドロキシプロピル（Ｈｙｄｒｏｘｙｐｒｏｐｙｌ））−１Ｈ−ピロロ（ｐｙｒｒｏｌｏ）［２，３−ｂ］ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎ）−３−ｙｌ］−４−ピラジン（ｐｙｒａｚｉｎ）−２−ｙｌ−ピロール（ｐｙｒｒｏｌｅ）−２，５−ジオン（ｄｉｏｎｅ）（ＧＳＫ−３ベータ阻害剤ＸＩ）；
   ＴＷＳＩ １９ピロロピリミジン（ｐｙｒｒｏｌｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ）化合物（ＧＳＫ３ベータ阻害剤ＸＩＩ）；
   Ｌ８０３ Ｈ−ＫＥＡＰＰＡＰＰＱＳｐＰ−ＮＨ２又はそれのミリストイル化フォーム（Ｍｙｒｉｓｔｏｙｌａｔｅｄ ｆｏｒｍ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤ＸＩＩＩ）；および
   ２−クロロ（Ｃｈｌｏｒｏ）−１−（４，５−ジブロモ（ｄｉｂｒｏｍｏ）−チオフェン（ｔｈｉｏｐｈｅｎ）−２−ｙｌ）−エタノン（ｅｔｈａｎｏｎｅ）（ＧＳＫ３ベータ阻害剤ＶＩ）；
   アミノピリミジン（Ａｍｉｎｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ）ＣＨＩＲ９９０２１；
   ケンパウロン（Ｋｅｎｐａｕｌｌｏｎｅ）（９−ブロモ（Ｂｒｏｍｏ）−７，１２−ジヒドロ（ｄｉｈｙｄｒｏ）−インドロ（ｉｎｄｏｌｏ）［３，２−ｄ］［１］ベンザゼピン（ｂｅｎｚａｚｅｐｉｎ）−６（５Ｈ）−オン（ｏｎｅ），ＳＢ２１６７６３ ３−（２，４−ジクロロフェニル（Ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ））−４−（１−メチル（ｍｅｔｈｙｌ）−１Ｈ−インドール（ｉｎｄｏｌ）−３−ｙｌ）−１Ｈ−ピロール（ｐｙｒｒｏｌｅ）−２，５−ジオン（ｄｉｏｎｅ）及びインジルビン（ｌｎｄｉｒｕｂｉｎ）−３’−モノキシム（ｍｏｎｏｘｉｍｅ）からなる群から選択されるＧＳＫ−３阻害剤を含む一つの分化培地を用いて肝細胞様細胞に分化させる工程を含む肝細胞様細胞の調製方法であって、
   肝細胞様細胞が成熟した肝細胞マーカーのアルブミン、ＣＹＰ３Ａ４、ＵＧＴ２Ｂ７およびＯＡＴＰ−２を発現する細胞である
   ことを特徴とする肝細胞様細胞の調製方法。
2. 前記ヒト多能性幹細胞はヒト胚性幹細胞である、請求項１に記載の調製方法。
3. 前記ヒト多能性幹細胞は誘導多能性幹（ｈｉＰＳ）細胞である、請求項１に記載の調製方法。
4. 前記ＧＳＫ−３阻害剤がＢＩＯ（２’Ｚ，３’Ｅ）−６−ブロモインジルビン（Ｂｒｏｍｏｉｎｄｉｒｕｂｉｎ）−３’−オキシム（ｏｘｉｍｅ）（ＧＳＫ３阻害剤ＩＸ）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の調製方法。
5. 前記ＧＳＫ−３阻害剤がケンパウロン（９−ブロモ（Ｂｒｏｍｏ）−７，１２−ジヒドロ−インドロ［３，２−ｄ］［１］）ベンザゼピン−６（５Ｈ）−オン（ｏｎｅ）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の調製方法。
6. 前記ＧＳＫ−３阻害剤がＳＢ２１６７６３ ３−（２，４−ジクロロフェニル（Ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｙｌ））−４−（１−メチル（ｍｅｔｈｙｌ）−１Ｈ−インドロ（ｉｎｄｏｌ）−３−ｙｌ）−１Ｈ−ピロール（ｐｙｒｒｏｌｅ）−２，５−ジオン（ｄｉｏｎｅ）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の調製方法。
7. 前記ＧＳＫ−３阻害剤がインジルビン（Ｉｎｄｉｒｕｂｉｎ）−３’−モノキシム（ｍｏｎｏｘｉｍｅ）である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の調製方法。
8. 前記ＧＳＫ−３阻害剤がＨＤＡＣ阻害剤と共に使用される、請求項１〜７のいずれか１項に記載の調製方法。
9. 前記ＨＤＡＣ阻害剤が酪酸ナトリウム（ＮａＢ）である、請求項８に記載の調製方法。
10. 前記ＮａＢの濃度が０．１ｍＭ〜１０ｍＭである、請求項９に記載の調製方法。
11. 前記ＧＳＫ−３阻害剤の濃度が１〜５μＭである、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の調製方法。