JP7556502B2 - ヘパトサイトの作製方法 - Google Patents

Description

本願は、２０１９年５月９日に出願された米国仮特許出願第６２／８４５，６２３号明細書及び２０２０年５月８日に出願された同第６３／０２２，２５７号明細書の利益を主張するものであり、これらの特許出願は、両方とも全体として参照により本明細書に援用される。

本発明は、概して、分子生物学及び医学の分野に関する。より詳細には、本発明は、人工多能性幹細胞からヘパトサイトへの指向された分化誘導の方法に関する。

哺乳類において、肝臓は、タンパク質合成、代謝、解毒及び排泄を含む多様な機能の中心的役割を果たす。単離された肝細胞でこれらの機能の全て又は大部分を再現することは、大きい課題である。生存能力のある機能性のヘパトサイトが利用可能になれば、薬理学的及び毒性学的評価、疾患の病態生理学的分析のための細胞モデルの創出、バイオ人工肝臓支持体の作成並びに肝再生療法に極めて有益であろう。同所性肝移植は、事実上全ての肝機能を取り替えるものであり、急性及び慢性肝不全並びに単一遺伝子肝疾患、例えばクリグラー・ナジャー症候群１型、α１－アンチトリプシン欠乏症、原発性高シュウ酸尿症などを有する患者を救うことができる。

肝移植は、厄介で高価な手技であり、肝臓が直ちに入手可能であるかどうかに依存するため、これらの障害の多くに対する臓器移植に代わる最小侵襲性の手段としてヘパトサイト移植が模索されている。しかしながら、ドナー肝は、通常、臓器移植に優先されるが、それが深刻な不足状態にあるため、初代ヘパトサイトの単離に使用可能な肝臓の入手可能性は、極端に限られている。問題を更に複雑にしているのは、初代ヘパトサイトが、培養下で機能が急激に低下し、凍結保存後のその生存能力に極端な幅があるという事実である。従って、代替となる再生可能なヒトヘパトサイト供給源が大いに必要とされている。間葉系幹細胞及び造血幹細胞などの組織幹細胞、肝臓前駆細胞並びに多能性幹細胞は、ヒトヘパトサイト供給源としての評価が行われている。人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）をヘパトサイトに分化させる方法が必要とされているが、依然として対処されていない。

第１の実施形態において、本開示は、ヘパトサイトを作製する方法であって、（ａ）ＧＳＫ－３阻害薬の存在下で多能性幹細胞（ＰＳＣ）を培養して、プレコンディショニングされたＰＳＣを提供することと；（ｂ）プレコンディショニングされたＰＳＣを胚体内胚葉（ＤＥ）細胞に分化させることと；（ｃ）ＤＥ細胞を培養して、ヘパトブラストの形成を誘導することと；（ｄ）ヘパトブラストをヘパトサイトに分化させることとを含む方法を提供する。特定の態様において、ＰＳＣは、人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）である。一部の態様において、本方法は、（ａ）ｉＰＳＣをＧＳＫ－３阻害薬の存在下で培養して、プレコンディショニングされたｉＰＳＣを提供することと；（ｂ）プレコンディショニングされたｉＰＳＣを胚体内胚葉（ＤＥ）細胞に分化させることと；（ｃ）ＤＥ細胞を培養して、ヘパトブラストの形成を誘導することと；（ｄ）ヘパトブラストをヘパトサイトに分化させることとを含む。一部の態様において、ヘパトサイトは、ヒトのものである。

特定の態様において、ｉＰＳＣは、１、２又は３日間など、１～３日間にわたってプレコンディショニングされる。一部の態様において、ＧＳＫ３阻害薬は、ＣＨＩＲ９９０２１、ＢＩＯ、ＳＢ２１６７６３、ＣＨＩＲ９８０１４、ＴＷＳ１１９、ＳＢ４１５２８６及びチデグルシブである。一部の態様において、ＧＳＫ３阻害薬は、ＣＨＩＲ９９０２１である。詳細な態様において、ＣＨＩＲ９９０２１は、１、２、３、４又は５μＭなど、１～５μＭの濃度である。特定の態様において、ｉＰＳＣは、本質的にアスコルビン酸を含まないか又はアスコルビン酸を含まない培地でプレコンディショニングされる。

一部の態様において、ステップ（ａ）～（ｄ）の１つ以上は、異種成分不含条件、フィーダー細胞不含条件又は馴化培地不含条件下で実施される。詳細な態様において、ステップ（ａ）～（ｄ）の各々は、異種成分不含条件、フィーダー細胞不含条件又は馴化培地不含条件下で実施される。一部の態様において、異種成分不含条件は、規定された培地の使用を含む。

一部の態様において、ＤＥ細胞に分化させることは、アクチビンＡを含む第１の内胚葉誘導培地（ＥＩＭ）、ＢＭＰ４、ＶＥＧＦ及びｂＦＧＦを含む第２のＥＩＭ並びにＶＥＧＦ及びＤＭＳＯを含む第３のＥＩＭでｉＰＳＣを順次培養することを含む。一部の態様において、ＤＥ細胞に分化させることは、８、９又は１０日間など、８～１０日間にわたるものである。特定の態様において、ＤＥ細胞は、ＣＸＣＲ４、ＣＤ１１７、ＦＯＸＡ１、ＦＯＸＡ２、ＥＯＭＥＳ及び／又はＨＮＦ４αについて陽性である。

特定の態様において、ステップ（ｃ）は、ＨＧＦ、ＢＭＰ４、ＦＧＦ１０、ＦＧＦ２、ＶＥＧＦ、ＥＧＦ、デキサメタゾン及び／又はＤＭＳＯを含むヘパトサイト誘導培地（ＨＩＭ）でＤＥ細胞を培養することを含む。詳細な態様において、ステップ（ｃ）は、ＢＭＰ４、ＨＧＦ及びＦＧＦ１０を含むＨＩＭでＤＥ細胞を培養することを含む。一部の態様において、ステップ（ｃ）は、ＨＧＦ、ＢＭＰ４、ＦＧＦ１０、ＦＧＦ２、ＶＥＧＦ、ＥＧＦ、デキサメタゾン及びＤＭＳＯを含むＨＩＭでＤＥ細胞を培養することを含む。具体的な態様において、ＨＧＦは、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９又は３０ｎｇ／ｍＬなど、２０～３０ｎｇ／ｍＬの濃度である。一部の態様において、誘導は、５、６又は７日間など、５～７日間にわたるものである。

一部の態様において、本方法は、ヘパトブラストを誘導した後に凝集塊を形成させることを含む。詳細な態様において、ステップ（ａ）及び（ｂ）は、本質的に凝集塊を含まない。

特定の態様において、細胞は、細胞外マトリックス上で培養される。一部の態様において、細胞外マトリックスは、ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）、Ｉ型コラーゲン又はラミニンである。具体的な態様において、細胞外マトリックスは、ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）である。一部の態様において、細胞外マトリックスは、マウスエンゲルブレス・ホルム・スウォーム腫瘍から精製された基底膜抽出物（ＢＭＥ）である。特定の態様において、細胞外マトリックスは、ＧＥＬＴＲＥＸ（商標）である。

一部の態様において、ヘパトブラストは、ステップ（ｄ）前に消化される。特定の態様において、分化させることは、ｂＦＧＦ、ＨＧＦ、オンコスタチンＭ及びＤＭＳＯを含むヘパトサイト分化培地（ＨＤＭ）でヘパトブラストを培養することを含む。詳細な態様において、ＨＤＭは、ＧＳＫ３阻害薬を更に含む。一部の態様において、ＨＤＭは、本質的にＶＥＧＦ及びＥＧＦを含まない。一部の態様において、ステップ（ｄ）の分化させることは、８、９又は１０日間など、８～１０日間にわたるものである。

詳細な態様において、ステップ（ａ）～（ｃ）は、低酸素条件下で実施される。一部の態様において、ステップ（ｄ）は、第１の分化期間にわたって低酸素条件下において、且つ第２の分化期間にわたって正常酸素条件下において細胞を培養することを含む。具体的な態様において、第１の分化期間及び第２の分化期間は、それぞれ３、４又は５日間などの３～５日間である。

更なる態様において、本方法は、デキサメタゾン及びオンコスタチンＭを含む成熟培地でヘパトサイトを培養することを更に含む。一部の態様において、ヘパトサイトは、成熟中にＩ型コラーゲン上で培養される。他の態様において、ヘパトサイトは、ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）、Ｉ型コラーゲン、ラミニン、マウスエンゲルブレス・ホルム・スウォーム腫瘍から精製された基底膜抽出物（ＢＭＥ）又はＧＥＬＴＲＥＸ（商標）上で培養される。

一部の態様において、成熟培地は、ＳＲＣキナーゼ阻害薬を更に含む。特定の態様において、ＳＲＣキナーゼ阻害薬は、ボスチニブ、ダサチニブ、Ａ４１９２５９、アルステルパウロン、ＡＺＭ４７５２７１、ＡＺＭ４７５２７１又はＰＰ１である。詳細な態様において、成熟培地は、ＥＰＯを更に含む。一部の態様において、成熟培地は、γ－セクレターゼ阻害薬を更に含む。例えば、γ－セクレターゼ阻害薬は、ＤＡＰＴである。特定の態様において、成熟培地は、ＴＧＦβ阻害薬を更に含む。一部の態様において、ＴＧＦβ阻害薬は、ＳＢ４３１５４２、ＳＢ５２５３３４、ＳＢ４３１５４２～５０５１２４、Ｌｅｆｔｙ、Ａ ８３－０１、Ｄ ４４７６、ＧＷ ７８８３８８、ＬＹ ３６４８４７、Ｒ ２６８７１２又はＲｅｐＳｏｘである。例えば、ＴＧＦβ阻害薬は、ＳＢ４３１５４２である。詳細な態様において、成熟培地は、ＰＤ０３２５９０１など、ＭＥＫ阻害薬を更に含む。一部の態様において、ＭＥＫ阻害薬は、ＰＤ０３２５９０１、ＧＳＫ１１２０２１２、ＭＥＫ１６２、ＲＤＥＡ１１９及びＡＺＤ６２４４である。特定の態様において、成熟培地は、ＥＰＯ、ＩＧＦ１、ＩＧＦ２及び／又はＴＧＦαを更に含む。一部の態様において、成熟培地は、抗アポトーシス化合物ＸＭＵ－ＭＰ１を更に含む。特定の態様において、成熟培地は、ＦＨ１、ＦＰＨ１及び／又はメトキサミン（例えば、１５μＭ ＦＨ１、１５ ＦＰＨ１及び１μＭメトキサミン）を更に含む。

更なる態様において、本方法は、ＣＤ１３３陽性細胞を選択することを更に含む。一部の態様において、成熟ヘパトサイトの少なくとも７０％、８０％又は９０％は、αアンチトリプシン（ＡＡＴ）について陽性である。特定の態様において、成熟ヘパトサイトの少なくとも４０％、５０％又は６０％は、アルブミンについて陽性である。一部の態様において、成熟ヘパトサイトの少なくとも７０％、８０％又は９０％は、アルブミンについて陽性である。

一部の態様において、本方法は、１つ以上のＳｒｃキナーゼ阻害薬を補充された間葉系幹細胞（ＭＳＣ）又はＭＳＣ馴化培地の存在下で成熟ヘパトサイトを共培養することを更に含む。一部の態様において、本方法は、１つ以上のＳｒｃキナーゼ阻害薬と共にマクロファージの存在下で成熟ヘパトサイトを共培養することを更に含む。一部の態様において、本方法は、１つ以上のＳｒｃキナーゼ阻害薬と共に内皮細胞の存在下で成熟ヘパトサイトを共培養することを更に含む。一部の態様において、本方法は、１つ以上のＳｒｃキナーゼ阻害薬と共にＭＳＣ、マクロファージ及び内皮細胞の存在下で成熟ヘパトサイトを共培養して、肝オルガノイドを作成することを更に含む。

更なる態様において、本方法は、成熟ヘパトサイトを凝集塊として凍結保存することを更に含む。

別の実施形態において、少なくとも９０％（例えば、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％又は１００％）がＡＡＴについて陽性であり、及び／又は少なくとも８０％がアルブミンについて陽性であるヘパトサイト細胞を含む組成物が提供される。一部の態様において、本組成物は、異種成分不含であり、フィーダー細胞不含であり、馴化培地不含であり、且つ限定されている。

更なる実施形態において、肝疾患を有する対象を処置する方法であって、有効量の、本実施形態によって作製されたヘパトサイトを対象に投与することを含む方法が提供される。一部の態様において、肝疾患は、急性肝疾患、慢性肝疾患又は遺伝性肝機能障害である。特定の態様において、投与することは、ヘパトサイト移植を含む。

更に、本実施形態の方法によって作製されたヘパトサイトを含む、予測毒性学のためのプラットフォームが本明細書で提供される。

更に、本実施形態の方法によって作製されたヘパトサイトを含む組成物が本明細書で提供される。対象の肝疾患の処置における使用のための、本実施形態の方法によって作製されたヘパトサイトを含む組成物も本明細書で提供される。更なる実施形態は、対象の肝疾患の処置における使用のための本ヘパトサイトの組成物を含む。追加の実施形態は、疾患モデリング又は創薬における使用のための組成物を含む。一部の態様において、肝疾患は、非アルコール性脂肪肝炎（ＮＡＳＨ）である。詳細な態様において、創薬は、ＮＡＳＨ、急性肝疾患、慢性肝疾患又は遺伝性肝機能障害の標的を同定する。

別の実施形態は、疾患の処置のための候補薬剤を同定するためのメチル化ベースの解析を実施する方法であって、本実施形態の組成物に対してオミクスベースの解析を実施することを含む方法を提供する。一部の態様において、疾患は、ＮＡＳＨ、急性肝疾患、慢性肝疾患又は遺伝性肝機能障害である。

更なる実施形態は、ハイスループットスクリーニングを実施して、治療用薬剤を同定する方法であって、本実施形態の方法によって誘導された成熟ヘパトサイトの３Ｄ凝集塊を複数の候補薬剤と接触させることと、前記成熟ヘパトサイトの機能を測定することとを含む方法を提供する。一部の態様において、成熟ヘパトサイトの３Ｄ凝集塊は、１つ以上のＳｒｃキナーゼ阻害薬を補充されたＭＳＣ、マクロファージ、内皮細胞又はＭＳＣ馴化培地と共培養される。他の態様において、成熟ヘパトサイトの３Ｄ凝集塊は、他の細胞型の非存在下で培養される。

更に別の実施形態において、本実施形態のとおりに誘導された成熟ヘパトサイトを含む、肝疾患のインビトロモデルが提供される。一部の態様において、成熟ヘパトサイトは、１つ以上のＳｒｃキナーゼ阻害薬を補充されたＭＳＣ、マクロファージ、内皮細胞又はＭＳＣ馴化培地と共培養される。特定の態様において、成熟ヘパトサイトは、他の細胞型の非存在下で培養される。詳細な態様において、肝疾患は、急性肝疾患、慢性肝疾患、又は遺伝性肝機能障害、又は脂肪肝疾患である。具体的な態様において、脂肪肝疾患は、ＮＡＳＨである。一部の態様において、成熟ヘパトサイトは、脂肪酸による処理時に自然発症リピドーシスなどのリピドーシスを起こす。特定の態様において、脂肪酸は、オレイン酸及び／又はリノール酸である。一部の態様において、肝疾患は、肝線維症である。

以下の詳細な説明から、本発明の他の目的、特徴及び利点が明らかになるであろう。しかしながら、この詳細な説明から、本発明の趣旨及び範囲内にある様々な変更形態及び修正形態が当業者に明らかになり得るため、詳細な説明及び具体的な例は、本発明の好ましい実施形態を示すものではあるが、例示として提供されるに過ぎないことが理解されなければならない。

以下の図面は、本明細書の一部を形成し、本発明の特定の態様を更に実証するために含まれる。本発明は、本明細書で提供される具体的な実施形態の詳細な説明と組み合わせて、これらの図面の１つ以上を参照することによってよりよく理解され得る。

ｉＰＳＣから胚体内胚葉に分化させるヘパトサイト分化プロセスの初期系統特異化を描く概略図である。

ヘパトブラストを誘導するヘパトサイト分化の第１段階を図示する概略図である。

ヘパトサイト分化プロセスの第２段階を図示する概略図である。

ヘパトサイトを成熟させるヘパトサイト分化プロセスの第３段階を図示する概略図である。

修正ヘパトサイト分化プロトコルの概略図である。ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）をコートしたプレートにｉＰＳＣを播種し、２日間増殖させ、続いてＣＨＩＲ９９０２１で２日間プレコンディショニングする。０日目（Ｔ０）培地に細胞を置くことにより胚体内胚葉（ＤＥ）細胞への変換を開始し、続いて１、２日目に培地を順次交換し（Ｔ１－Ｔ２）、続いてプロセス１０日目まで細胞をＴ３－Ｔ６培地に置く。ＤＥ誘導の終了時、ＤＥマーカーＣＸＣＲ４及びＣＤ１１７のために細胞をサンプリングする。細胞を第１段階に６日間置くことにより、細胞をヘパトブラスト段階に導く。第１段階の終了時、細胞は、凍結保存され得るか、又は更にヘパトサイトに変換され得る。三次元（３Ｄ）フォーマット又は二次元（２Ｄ）フォーマットのいずれかで、ヘパトサイトに分化させる第２段階を実施する。第１段階の細胞を回収し、凝集塊を形成させて、それらの細胞を、ＣＨＩＲ９９０２１を補充された第２段階培地に８日間維持する。第２段階の終了時、α１－アンチトリプシン（ＡＡＴ）純度のために細胞をサンプリングし、凍結保存するか、又は代わりにＩ型コラーゲンをコートしたプレートに直接播き、そこで第３段階中にヘパトサイト成熟が起こり、ＡＡＴ及びアルブミン（ＡＬＢ）の両方を発現する細胞が生じる。分化プロセス全体は、第２段階の途中まで低酸素条件下で行った後、細胞を正常酸素に移行させる。

表１に記載される０２Ｅ１及び０１Ｄ１非アルコール性脂肪肝炎（ＮＡＳＨ）ｉＰＳＣでは、２日間のＣＨＩＲプレコンディショニング後、多能性状態から抜け出て、胚体内胚葉（ＤＥ）が誘導される：（左）ＤＥ誘導期の終了時におけるＤＥマーカーＣＸＣＲ４（ｙ軸）及びＣＤ１１７（ｘ軸）並びに多能性マーカーＴＲＡ１－８１のＦＡＣＳ解析；（右）各遺伝子に２つの異なるプローブを使用した、プロセス全体を通した多能性遺伝子ＰＯＵ５Ｆ１及びＮＡＮＯＧに関するｑＰＣＲ。

ＣＨＩＲ９９０２１プレコンディショニングがある又はないときのＣＸＣＲ４／ＣＤ１１７、ＡＡＴ又はＴＲＡ１８１の発現によるヘパトサイト分化プロセス中の細胞の特徴付けである。ヘパトサイト分化プロセスの胚体内胚葉終了時及び第２段階終了時における正常（５４Ａ）及びＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ株（０２Ｅ１）で２又は４日間のＣＨＩＲ９９０２１プレコンディショニングの効果を評価する。正常及びＮＡＳＨ ｉＰＳＣ株における胚体内胚葉終了時のＣＸＣＲ４／ＣＤ１１７（図７Ａ）及びＴＲＡ－１８１（図７Ｂ）純度の定量化。正常及びＮＡＳＨ ｉＰＳＣ株における第２段階ヘパトサイト分化終了時のＡＡＴ純度の定量化（図７Ｃ）。

ＣＨＩＲ９９０２１プレコンディショニングがある又はないときの分化第３段階におけるＡＡＴ又はアルブミン発現陽性細胞の割合である。ヘパトサイト分化プロセスの生存第３段階（図１７に記載されるとおり）の終了時における正常（５４Ａ）及びＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ株（０２Ｅ１）でＣＨＩＲプレコンディショニングの継続期間の効果を評価する。正常ｉＰＳＣ株における第３段階終了時のＡＡＴ（図８Ａ）及びアルブミン純度（図８Ｄ）の定量化。正常（５４Ａ）及びＮＡＳＨ特異的（０２Ｅ１）ｉＰＳＣにおける第３段階終了時のＡＡＴ（図８Ａ、図８Ｂ）及びアルブミン純度（図８Ｃ、図８Ｄ）の定量化。

ヘパトサイト分化プロトコル中における様々な時点及び様々な継続期間のＣＨＩＲ９９０２１補充がＡＡＴ純度に及ぼす効果である。肝分化プロセスの第２段階におけるＣＨＩＲ９９０２１処理後のＡＡＴ陽性ヘパトサイトの出現動態。ＮＡＳＨ（０１Ｄ１及び０２Ｅ１）特異的ｉＰＳＣにおけるヘパトサイト分化第２段階でのＣＨＩＲ９９０２１補充に伴うＡＡＴ純度の増加：ＦＡＣＳプロットから、第１段階終了時（ＥｏＳ１）及びヘパトサイト分化第２段階中の指示される時点（２日目、４日目、６日目及び８日目）におけるＡＡＴ発現培養物の純度が定量化される。

ヘパトサイト分化プロトコル中における様々な時点及び様々な継続期間のＣＨＩＲ９９０２１補充がアシアロ糖タンパク質受容体１（ＡＳＧＰＲ）純度に及ぼす効果である。肝分化プロセスの第２段階におけるＣＨＩＲ９９０２１処理後のＡＳＧＰＲ陽性ヘパトサイトの出現動態。ＮＡＳＨ特異的（０１Ｄ１及び０２Ｅ１）ｉＰＳＣにおけるヘパトサイト分化第２段階でのＣＨＩＲ９９０２１補充に伴うＡＳＧＰＲ純度の増加を定量化する。ＦＡＣｓプロットは、第１段階終了時（ＥｏＳ１）及びヘパトサイト分化第２段階中の指示される時点（２日目、４日目、６日目及び８日目）で回収したＡＳＧＰＲ発現の純度を図示する。

ヘパトサイト分化プロトコル中のＣＨＩＲ９９０２１補充は、種々の細胞株で有益である。分化第２段階中にＣＨＩＲ９９０２１を加えると、ＡＡＴ純度に影響が及ぶことなく、細胞増殖及びＡＡＴ陽性細胞収量が増加する。正常（５４Ａ）及び２つのＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ株（８９Ｆ及び０１Ｄ１）を３μＭ ＣＨＩＲ９９０２１の存在下又は非存在下で分化させた。ＣＨＩＲ９９０２１処理期間の始まりは、第１段階の４日目（Ｓ１ Ｄ４ ＣＨＩＲ）、第２段階の開始時（Ｓ２ Ｄ１ ＣＨＩＲ）又は第２段階の３日目（Ｓ２ Ｄ３ ＣＨＩＲ）であった。総生存細胞数及びＡＡＴの純度を定量化した。第２段階終了時（Ｅ０Ｓ２）における第１段階終了時ヘパトブラストからＡＡＴ陽性ヘパトサイトへの変換効率（図１１Ａ）、第２段階終了時（ＥｏＳ２）の細胞数（図１１Ｂ）及び第２段階終了時のＡＡＴ陽性細胞数（収量）（図１１Ｃ）を、ＮＡＳＨ（０１Ｄ１）（図１１Ｄ）及び正常（５４Ａ）（図１１Ｅ）ｉＰＳＣにおける出現したヘパトサイト培養物の形態学的外観と共に取得している。

分化中の指示される時点で細胞から抽出したＲＮＡを使用したｑＰＣＲ分析によるヘパトサイト分化プロセス中のＨＮＦ４ａの分析である。プロモーター１（Ｐ１）又はプロモーター２（Ｐ２）からの転写物を検出するＴａｑｍａｎプローブを使用した。ＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ（０２Ｅ１及び０１Ｄ１）由来のヘパトサイトからのＨＮＦ４Ａ転写プロファイルを成人ヒト肝由来の全ＲＮＡ（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ）と比較する。

分化第３段階における細胞形態の画像である。２０倍対物レンズ下で撮影した、Ｉ型コラーゲンプレートに播いた後７日目の第２段階終了時に撮影したＮＡＳＨ特異的（０１Ｄ１）ヘパトサイトの代表的な画像。鍵となるヘパトサイト特徴である二核細胞を丸で囲む。

分化第３段階におけるヘパトサイトのカルボキシジクロロフルオレセイン二酢酸塩（ＣＤＦＤＡ）取込みの画像である。１０倍対物レンズで撮影した、Ｉ型コラーゲンプレートに播いて７日後の第２段階終了時に色素ＣＤＦＤＡで染色したＮＡＳＨ特異的（０１Ｄ１）ヘパトサイトの代表的な画像。ＣＤＦＤＡは、無色であるが、それがヘパトサイトで切断されると、緑色蛍光代謝産物カルボキシジクロロフルオレセイン（ＣＤＦ）が産生され、次にそれが毛細胆管中に輸送される。毛細胆管をＣＤＦによって可視化する。

アルブミン純度を指示するフローサイトメトリーによる第３段階ヘパトサイトの評価である。分化第３段階中の指示される時点で回収したＮＡＳＨ特異的（０２Ｅ１）ヘパトサイトにおけるＡＡＴ（上）及びアルブミン（ＡＬＢ、下）発現のＦＡＣＳ解析であり、各散布図上に陽性細胞の割合（純度）を赤色で示す。

成熟の指標となるアルブミン発現である。本プロセスの成熟期 － 第３段階 － 中のＮＡＳＨ特異的（０２Ｅ１及び０１Ｄ１）ヘパトサイトにおけるアルブミン（ＡＬＢ）純度の増加。

ヘパトサイト分化プロセスの第３段階で使用されるヘパトサイト成熟培地配合である。

第３段階ヘパトサイトのＡＡＴ及びアルブミン発現及び形態である。Ｉ型コラーゲンをコートしたプレート上において、ＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ株０１Ｄ１からのヘパトサイトを解凍し、ＣＨＩＲ９９０２１の存在下で第２段階分化培地に置き、ＳＢ４３１５４２及びＤＡＰＴを含有する第３段階ヘパトサイト培地に８日間移した。分化第３段階の終了時に細胞を回収し、ＡＡＴ及びアルブミンの存在下で染色した。散布図は、ＡＡＴ（左上）及びアルブミン（左下）の定量化を示し、且つ第３段階終了時における細胞の形態が右側に示される。

分化第１段階における凍結保存後のヘパトサイトの回収である。Ｉ型コラーゲンをコートしたプレート上において、ＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ ０１Ｄ１から誘導されたヘパトサイトを解凍し、第２段階ヘパトサイト分化培地に８日間置いた。細胞を種々の配合の第３段階培地に移した。対照培地は、ＳＢ４３１５４２とＤＡＰＴとの組み合わせ（対照）（Ｈｅｐ第３段階Ｂ培地）又は成熟化合物と、ヘパトサイト機能及び分化促進剤ＦＨ１及びＦＰＨ１（ＦＨ１／ＦＰＨ１、各１５μＭ）、α１－アドレナリン受容体作動薬メトキサミン（Ｍ、１μＭ）又はＦＨ１、ＦＰＨ１及びメトキサミン（ＦＨ１／ＦＰＨ１／Ｍ）との組み合わせを含有した。第２段階終了時純度（ＥＳ２、白色のバー）を比較として示す。細胞は、第３段階ヘパトサイト分化終了時に回収し、ＡＡＴ発現に関して染色した。

分化第２段階における凍結保存後のヘパトサイトの回収である。Ｉ型コラーゲンをコートしたプレート上において、ＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ株０１Ｄ１からのヘパトサイトを解凍し、（図２０Ａ～図２０Ｃ）ＳＢ４３１５４２及びＤＡＰＴを含有する第３段階ヘパトサイトＡ培地（培地組成に関しては、図１７を参照されたい）又は（図２０Ｄ～図２０Ｆ）５μＭ Ｓｒｃキナーゼ阻害薬を含有する第３段階ヘパトサイトＥ培地（培地組成に関しては、図１７を参照されたい）に１０日間置いた。分化第３段階の終了時に細胞を回収し、ＡＡＴ及びアルブミンの存在に関して染色した。散布図は、第３段階Ｈｅｐ Ａ培地におけるＡＡＴ（図２０Ａ）及びアルブミン（図２０Ｂ）の定量化を示す。散布図は、第３段階Ｈｅｐ Ｅ培地におけるＡＡＴ（図２０Ｅ）及びアルブミン（図２０Ｆ）の定量化を示す。第３段階Ｈｅｐ Ａ培地（図２０Ａ）及び第３段階Ｈｅｐ Ｅ培地（図２０Ｄ）における第３段階終了時の細胞の形態。

精製ステップが必要となり得る低分化度のヘパトサイト（例えば、疾患バックグラウンドが原因）の場合にヘパトサイトの精製を促進するＡＡＴの代用マーカーである。ＡＡＴ及びＡＳＧＰＲは、細胞内タンパク質であるため、ＡＡＴと共発現する表面タンパク質を探した。ＣＤ１３３がＡＡＴと部分的に共発現すると同定され、従って細胞分離戦略に好適な候補となり得た（図２１Ａ）。複数の正常（２０Ｄ、５４Ａ及び１５０５）及びＮＡＳＨ（２４Ｄ、４２Ｆ及び４５Ｂ）ｉＰＳＣでのＣＤ１３３とＡＡＴとの共発現を明らかにするフローサイトメトリープロット（図２１Ｂ）。

間葉系幹細胞（ＭＳＣ）なし、即ち単独で培養した（左、ＭＳＣなし）又はヘパトサイト培地に順応させた０１Ｄ１ ＭＳＣと一緒に培養した（右、＋ＭＳＣ）ＮＡＳＨ特異的０１Ｄ１ヘパトサイトの第３段階終了時の形態である：本プロセスの第１段階終了時に凍結保存したヘパトサイトを解凍し、第２段階を通して標準プロトコル下で培養した後、共培養を開始した。両方の条件とも、培地にＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴが含まれた（表２）。

ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴ又はＰＰ１（Ｓｒｃキナーゼ阻害薬）の存在下で成熟したヘパトサイトの第３段階終了時の形態である：本プロセスの第２段階終了時に凍結保存した正常（２．０３８又は５４Ａ）又はＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ（０２Ｅ１）からのヘパトサイトを解凍し、ヘパトサイト分化第３段階を通して成熟培地で１０μＭ ＳＢ４３１５４２／２μＭ ＤＡＰＴ（ＳＢ／ＤＡＰＴ）又は５μＭ ＰＰ１（ＰＰ１）の存在下において培養した。出現した解凍後ヘパトサイトの形態を１０倍の拡大倍率で取得した。

ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴ又はＰＰ１（Ｓｒｃキナーゼ阻害薬）の存在下で成熟したヘパトサイトの第３段階終了時純度の定量化である：正常（２．０３８、５４Ａ）及びＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ（０２Ｅ１）からの分化プロセス第２段階終了時に凍結保存したヘパトサイトを解凍し、分化プロセス第３段階を通して成熟培地で１０μＭ ＳＢ４３１５４２／２μＭ ＤＡＰＴ（ＳＢ／ＤＡＰＴ）又はＳｒｃキナーゼ阻害薬ＰＰ１（ＰＰ１）の存在下において培養し、ＡＡＴ及びアルブミンの純度を定量化した。

第３段階終了ヘパトサイトの機能性シトクロムＰ４５０（ＣＹＰ）３Ａ４活性である：見かけ上健常な正常ｉＰＳＣ（２．０３８）及び２つのＮＡＳＨ ｉＰＳＣ（０１Ｄ１及び０２Ｅ１）から分化した第３段階終了ヘパトサイトを、ヘパトサイト維持サプリメントカクテルＢと、媒体（０．１％ＤＭＳＯ）又は５０μＭリファンピシン（ＣＹＰ３Ａ４誘導剤）のいずれかとを含有するウィリアムスＥ培地において、毎日培地を交換しながら３日間インキュベートした。３日経った後、細胞を解離して９６ウェルプレートに分配し（２５，０００細胞／ウェル、各条件について４～６ウェル）、発光Ｐ４５０－Ｇｌｏ ＣＹＰ３Ａ４アッセイシステム（Ｐｒｏｍｅｇａ）を製造者の推奨に従って使用してＣＹＰ３Ａ４活性測定に供した。

ｑＰＣＲによる分化段階中の肝臓遺伝子の発現分析である。指示される段階において、見かけ上健常な正常ｉＰＳＣ（２．０３８）及び２つのＮＡＳＨ ｉＰＳＣ（０１Ｄ１及び０２Ｅ１）からのヘパトサイト分化培養物の細胞ペレットを収集した。ＲＮＡを抽出してｑＰＣＲ分析に使用することにより、タンパク質（ＡＡＴ）をコードする遺伝子であるＳＥＲＰＩＮＡ１（図２６Ａ）、アシアロ糖タンパク質受容体１をコードする遺伝子であるＡＳＧＲ１（図２６Ｂ）、ＡＬＢ（図２６Ｃ）及びＣＹＰ３Ａ４（図２６Ｄ）の発現を定量化した。

第３段階終了時のヘパトサイトにおける細胞内脂質蓄積である。Ｉ型コラーゲンをコートした９６ウェルプレートに、見かけ上健常な正常ｉＰＳＣ（２．０３８）及び２つのＮＡＳＨ ｉＰＳＣ（０１Ｄ１及び０２Ｅ１）からの第２段階終了ヘパトサイトを播種し、第３段階培地（表２）に５日間、１日おきに培地を交換しながら維持した。次に、第３段階培地（表２）に希釈した０、１００又は３００μＭ脂肪酸（ＦＡ、オレイン酸とリノール酸との組み合わせ）で細胞を２４時間処理し、固定し、Ｂｉｏｄｉｐｙ（緑色）で染色して脂肪滴を可視化し、且つＤＡＰＩ（青色）で染色して核を可視化した。共焦点ＩｍａｇｅＥｘｐｒｅｓｓハイコンテンツイメージャー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｖｉｃｅｓ）を使用して２０倍対物レンズ下で細胞を画像化した。

肝オルガノイドの開発である：ヘパトサイトをマクロファージ、ＭＳＣ及び内皮細胞と共培養することにより、肝オルガノイド培養を模倣しようと試みた。正常（２．０３８）及びＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣ（０２Ｅ１）からの第２段階終了ヘパトサイト凝集塊を解離し、１０μＭ ＳＢ４３１５４２＋２μＭ ＤＡＰＴ（ＳＢ／ＤＡＰＴ）又は５μＭ ＰＰ１（ＰＰ１）のいずれかを含む第３段階培地で再凝集させた。細胞は、単独で凝集させるか、又は２．０３８（正常）についてマクロファージ、ＭＳＣ及び内皮細胞と組み合わせて若しくはヘパトサイト第３段階培地に順応させた０２Ｅ１（ＮＡＳＨ）に由来するマクロファージ及びＭＳＣと組み合わせて凝集させるかのいずれかとした。両方の細胞株とも、図２８Ａに概説される各個別の細胞型並びにあらゆる組み合わせからなる凝集塊について試行した。正常（２．０３８）ヘパトサイト（Ｈｅｐ）、マクロファージ（ＭＡＣ）、ＭＳＣ及び内皮細胞（ｅｎｄｏ）並びに４つ全ての細胞型の共培養（Ｈｅｐ／ＭＡＣ／ＭＳＣ／Ｅｎｄｏ）の凝集塊の代表的な画像を図２８Ｂに示す。ＮＡＳＨ特異的０２Ｅ１ヘパトサイト（Ｈｅｐ）、マクロファージ（ＭＡＣ）及びＭＳＣ並びに３つ全ての細胞型の共培養（Ｈｅｐ／ＭＡＣ／ＭＳＣ）の凝集塊の代表的な画像を図２８Ｃに概略的に示す。画像は、全てＩｎｃｕＣｙｔｅハイコンテンツイメージャー（Ｅｓｓｅｎ ＢｉｏＳｃｉｅｎｃｅ）を使用して４倍対物レンズ下で撮影した。第３段階終了時共培養凝集塊におけるアルブミン分泌の定量化を（図２８Ｄ）に示す。正常（２．０３８）及びＮＡＳＨ特異的（０２Ｅ１）ｉＰＳＣに由来する第２段階終了ヘパトサイト凝集塊を解離し、単独（ヘパトサイト）で又は同じ細胞株に由来するマクロファージ、ＭＳＣ及び内皮細胞との組み合わせ（共培養）のいずれかで第３段階培地（表２）において再凝集させた。得られた凝集塊は、１０μＭ ＳＢ４３１５４２＋２μＭ ＤＡＰＴ（ＳＢ／ＤＡＰＴ）又は５μＭ ＰＰ１（ＰＰ１）のいずれかを補充された第３段階培地に１０日間、培地全体を１日おきに交換しながら維持した。最後の交換時（８～１０日目）の培地を収集し、ヒトアルブミンＥＬＩＳＡを製造者の指示に従って用いて、分泌されたアルブミンを測定した。

特定の実施形態において、本開示は、人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）からヘパトサイトを作製する方法を提供する。概して、本方法は、ｉＰＳＣを内胚葉系統細胞に分化させた後、それを誘導してヘパトブラストを形成させて、次にヘパトサイトに分化させることを含む。

具体的には、本方法は、ｉＰＳＣをＧＳＫ３阻害薬の存在下で培養して、細胞が多能性状態を抜け出すことを促進し、下流分化を改善することにより、細胞を胚体内胚葉（ＤＥ）細胞に分化するようにプレコンディショニングすることを含み得る。初めに、ｉＰＳＣは、内胚葉誘導培地でＤＥ細胞に分化することができる。ｉＰＳＣは、ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）など、二次元培養で培養され得、次にヘパトブラスト誘導の終了時にＤＥ細胞が三次元凝集培養に移され得る。ヘパトブラストの誘導及びヘパトサイトへの分化を含む本プロセスの第２段階中、細胞は、ＧＳＫ３阻害薬の存在下で培養され得る。第３段階において、ヘパトサイトは、細胞形態の向上のため、ＴＧＦβ阻害薬及びγ－セクレターゼ阻害薬の存在下で成熟させることができる。

本方法によって作製されるヘパトサイトは、疾患モデリング、創薬及び再生医学に用いられ得る。従って、好ましい実施形態において、本開示の方法は、一連の肝疾患に対する新規処置を開発するためのモデルシステム、予測毒性学のためのプラットフォームの構築並びに線維症、脂肪症及びウイルス感染症などの疾患のインビトロモデルの創出を含む、広範囲にわたる適用のためのヘパトサイトを提供する。加えて、本明細書に記載される方法を用いて、ヘパトサイト移植の臨床応用に使用されるヘパトサイトを誘導することにより、恐らく急性、慢性又は遺伝性肝機能障害に起因するであろう、かかる治療法を必要としている対象に対してある程度の肝機能を回復させることができる。

Ｉ．定義
ここで、本明細書において使用されるとき、「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」は、１つ又は複数を意味し得る。ここで、特許請求の範囲において使用されるとき、語句「含む」と併せて使用される場合、語句「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」は、１つ又は２つ以上を意味し得る。

特許請求の範囲における用語「又は」の使用は、二者択一に限られるか、又はそれらの選択肢が相互排他的であることを指すと明示的に指示されない限り、「及び／又は」を意味して使用されるが、しかし、本開示は、二者択一のみ且つ「及び／又は」を指すという定義を支持する。ここで使用されるとき、「別の」は、少なくとも第２又はそれを超えるものを意味し得る。

用語「本質的に」は、方法又は組成物が、指定されるステップ又は材料並びにそれらの方法及び組成物の基本的な新規の特徴に実質的に影響を及ぼさないステップ又は材料のみを含むと理解されるべきである。

ここで使用されるとき、指定される物質又は材料を「実質的に含まない」組成物又は培地は、その物質又は材料を３０％以下、２０％以下、１５％以下、より好ましくは１０％以下、更により好ましくは５％以下又は最も好ましくは１％以下だけ含有する。

用語「実質的に」又は「近似的に」は、ここで使用されるとき、それが関係する基本的な機能に変化を生じさせることのない許容されるばらつきがあり得る任意の定量的な比較、値、測定値又は他の表現を修飾するために適用され得る。

用語「約」は、一般に、記載される値を測定するための標準的な分析技法を用いて決定されるとおりの記載される値の標準偏差の範囲内であることを意味する。こうした用語は、記載される値の±５％を指すことによっても用いられ得る。

ここで使用されるとき、指定される成分に関して「本質的に含まない」とは、ここで、指定される成分のいずれも組成物中に意図的に配合されておらず、且つ／又は混入物として若しくは微量に存在するに過ぎないことを意味して使用される。従って、組成物の何らかの意図されない混入によって生じる指定される成分の総量は、０．０５％を十分に下回り、好ましくは０．０１％を下回る。最も好ましくは、標準的な分析的方法でいかなる量の指定される成分も検出できない組成物である。

「処置」又は「処置すること」には、（１）疾患の病変又は症候が現れているか又はそれを呈している対象又は患者の疾患を阻害すること（例えば、病変及び／又は症候の更なる発生を止めること）、（２）疾患の病変又は症候が現れているか又はそれを呈している対象又は患者の疾患を改善すること（例えば、病変及び／又は症候を好転させること）、及び／又は（３）疾患の病変又は症候が現れているか又はそれを呈している対象又は患者において疾患の任意の測定可能な低下を生じさせることが含まれる。

「予防的に処置すること」には、（１）疾患のリスクがあり得、且つ／又はそれに罹り易い素因があり得るが、依然としてその疾患の病変又は症候の一部又は全部が現れていないか又はそれを呈していない対象又は患者において疾患が発症するリスクを低減又は緩和すること、及び／又は（２）疾患のリスクがあり得、且つ／又はそれに罹り易い素因があり得るが、依然としてその疾患の病変又は症候の一部又は全部が現れていないか又はそれを呈していない対象又は患者において疾患の病変又は症候の発症を遅延させることが含まれる。

ここで使用されるとき、用語「患者」又は「対象」は、ヒト、サル、雌ウシ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコ、マウス、ラット、モルモットなどの生きている哺乳類生物又はそのトランスジェニック種を指す。特定の実施形態において、患者又は対象は、霊長類である。ヒト患者の非限定的な例は、成人、若年者、乳児及び胎児である。

用語「有効」は、この用語が本明細書及び／又は特許請求の範囲で使用されるとき、所望、期待又は意図される結果を達成するのに十分であることを意味する。「有効量」、「治療上有効な量」又は「薬学的に有効な量」は、患者又は対象を化合物で処置することに関連して使用されるとき、その化合物の量が、疾患の処置又は予防のため対象又は患者に投与されたとき、疾患のかかる処置又は予防に影響を与えるのに十分な量であることを意味する。

ここで一般的に使用されるとき、「薬学的に許容可能」は、妥当な医学的判断の範囲内において、合理的なリスク対効果比に見合った、過剰な毒性、刺激作用、アレルギー反応又は他の問題若しくは合併症のない、ヒト及び動物の組織、臓器及び／又は体液と接触させて使用するのに好適な化合物、材料、組成物及び／又は投与形態を指す。

「人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）」は、ある組み合わせの因子（本明細書では再プログラム化因子と称される）を発現させるか、又はその発現を誘導して体細胞を再プログラム化することにより作成される細胞である。ｉＰＳＣは、胎児、出生後、新生児、若年又は成体体細胞を使用して作成することができる。特定の実施形態において、体細胞を多能性幹細胞に再プログラム化するために使用することのできる因子としては、例えば、Ｏｃｔ４（Ｏｃｔ ３／４と称されることもある）、Ｓｏｘ２、ｃ－Ｍｙｃ、Ｋｌｆ４、Ｎａｎｏｇ及びＬｉｎ２８が挙げられる。一部の実施形態において、体細胞は、少なくとも２つの再プログラム化因子、少なくとも３つの再プログラム化因子又は４つの再プログラム化因子を発現することにより再プログラム化され、それにより体細胞が多能性幹細胞に再プログラム化される。

ここで使用されるとき、用語「ヘパトサイト」には、形態、マーカー発現並びにインビトロ及びインビボ機能アッセイによって決定したとき、成熟ヘパトサイトの特徴の全てではないが一部を呈するヘパトサイト様細胞並びにヘパトサイトの全ての特徴を有する成熟した、完全に機能性のヘパトサイトが含まれることが意図される。ヘパトサイトは、成熟肝臓遺伝子発現を発現し、特定の胎児ヘパトサイト及び胚性内胚葉遺伝子の発現を欠き得る。ヘパトサイトは、肝機能の酵素的測定によって特徴付けられ得る。具体的な態様において、本幹細胞由来ヘパトサイトは、以下の１つ以上を含む、あらゆる成熟ヘパトサイト機能の能力を有する：成熟ヘパトサイト遺伝子発現の分析 － 遺伝子アレイ及びｑＰＣＲ（例えばα－１－アンチトリプシン、Ｃｙｐ３ａ４）；胎児ヘパトサイト、臓側内胚葉及び非実質肝細胞遺伝子発現量 － （例えば、Ａｆｐ、Ｓｏｘ７、Ｃｋ１９、Ｃｄ２４ａ）の定量的評価；生体異物及び内因性物質（ホルモン及びアンモニア）の代謝；アルブミン、凝固因子、補体、輸送タンパク質、胆汁、脂質及びリポタンパク質の合成及び分泌；グルコース（グリコーゲン）、脂溶性ビタミンＡ、Ｂ１２、Ｄ、Ｅ、Ｋ、葉酸塩、銅及び鉄の貯蔵；ＵＧＴ１Ａ１の評価（臨床）によるグルクロン酸抱合経路の存在及び活性；グルコース－６－ホスファターゼ（Ｇ６Ｐ）及びＰＥＰＣＫの存在による活性糖新生；活性尿素生成 － アンモニア解毒及び尿素回路遺伝子発現；及び／又はヘパトサイトが門脈／脾臓注射によってインビボで肝臓に再増殖できるかどうかを決定する。

用語「細胞外マトリックスタンパク質」は、周囲細胞に構造的及び生化学的支持を提供する分子を指す。細胞外マトリックスタンパク質は、組換えであり得、その断片又はペプチドも指す。例としては、コラーゲン及びヘパリン硫酸が挙げられる。

「三次元（３Ｄ）培養」は、生体細胞が３つ全ての次元で成長するか、又はその周囲と相互作用することを許容する人工的に作り出された環境を指す。３Ｄ培養物は、バイオリアクター、細胞がスフェロイドに成長することができる小型カプセル又は非接着性培養プレートなど、様々な細胞培養容器において成長させることができる。詳細な態様において、３Ｄ培養は、スキャフォールドフリーである。対照的に、「二次元（２Ｄ）」培養とは、接着表面上での単層培養などの細胞培養を指す。

ここで使用されるとき、「胚体内胚葉（ＤＥ）」及び胚体内胚葉細胞（ＤＥ細胞）とは、限定はされないが、胚体内胚葉の細胞に典型的なタンパク質又は遺伝子発現及び又は／又は形態などを呈する細胞又は胚体内胚葉の細胞に類似した細胞を多数含む組成物を指す。一部の態様において、作製される胚体内胚葉細胞又は細胞集団は、ＥＯＭＥＳ、ＦＯＸＡ１、ＦＯＡ２、ＳＯＸ１７、ＣＸＣＲ４、ＧＳＣ、ＦＧＦ１７、ＶＷＦ、ＣＡＬＣＲ、ＦＯＸＱ１、ＣＭＫＯＲ１及びＣＲＩＰ１からなる群から選択されるマーカーの１つ以上を発現する。

ＩＩ．ヘパトサイトの作製
特定の実施形態において、本開示は、ｉＰＳＣなどの多能性幹細胞からのヘパトサイトの作製に関する。ヘパトサイトを作製するための分化プロセスは、ｉＰＳＣからＤＥ細胞への分化後、それを誘導してヘパトブラストを形成させて、次にヘパトサイトに分化させることを含む。

ｉＰＳＣなどのＰＳＣは、概して、細胞の生存能力を維持しつつ細胞接着を増進させるため、１つ以上の細胞接着タンパク質がコートされた培養プレート上で培養される。例えば、好ましい細胞接着タンパク質としては、ビトロネクチン、ラミニン、コラーゲン及び／又はフィブロネクチンなどの細胞外マトリックスタンパク質が挙げられ、これらは、多能性細胞成長のための固体支持体を提供する手段としての培養表面のコーティングに使用され得る。用語「細胞外マトリックス（ＥＣＭ）」は、当技術分野で認識されている。その成分としては、限定はされないが、以下のタンパク質：フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチン、テネイシン、エンタクチン、トロンボスポンジン、エラスチン、ゼラチン、コラーゲン、フィブリリン、メロシン、アンコリン（ａｎｃｈｏｒｉｎ）、コンドロネクチン、リンクタンパク質、骨シアロタンパク質、オステオカルシン、オステオポンチン、エピネクチン（ｅｐｉｎｅｃｔｉｎ）、ヒアルロネクチン、アンジュリン（ｕｎｄｕｌｉｎ）、エピリグリン及びカリニンの１つ以上を挙げることができる。他のＥＣＭ成分としては、接着のための合成ペプチド（例えば、ＲＧＤ又はＩＫＶＡＶモチーフ）、合成ヒドロゲル（例えば、ＰＥＧ、ＰＬＧＡ等）又はアルギン酸塩などの天然ヒドロゲルを挙げることができる。例示的方法において、ＰＳＣは、内胚葉誘導の終わりまでの間などでＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）をコートした培養プレート上において成長させるか、又は第２段階中などでコラーゲン上において成長させる。一部の実施形態において、細胞接着タンパク質は、ヒトタンパク質である。

ｉＰＳＣをヘパトサイト又はヘパトサイト様細胞に分化させる一般的な段階的方法は、当技術分野において公知であり、本方法に適用され得る。例えば、Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．は、内胚葉誘導のため細胞をアクチビンＡ、Ｗｎｔ３ａ及びＨＧＦと共に培養する方法を記載しており；次に、細胞をノックアウトＤＭＥＭで培養し、且つ次にオンコスタチンＭ及びデキサメタゾンで成熟させる（Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．，２０１２）。別の方法では、アクチビンＡ、ＢＭＰ４及びＦＧＦ２の存在下でｉＰＳＣをＤＥに分化させ；細胞をＢＭＰ４及びＦＧＦ２下で更に培養して肝臓内胚葉に特異化させ；且つ次にＨＧＦ下で培養して未熟ヘパトサイトを誘導し；且つ次にＯＳＭ下で培養すると、成熟ヘパトサイトが作製される（Ｍａｌｌａｎｎａ ａｎｄ Ｄｕｎｃａｎ，２０１３）。更なる方法は、ｉＰＳＣをアクチビンＡと培養してＤＥを誘導することを含み、次に細胞をＫＯ血清代替物培地で培養し、且つ次にＲＯＣＫ阻害薬と培養すると、スフェロイドが形成される（Ｒａｍａｓａｍｙ ｅｔ ａｌ．，２０１３）。ｉＰＳＣをアクチビンＡ、ＦＧＦ及びＢＭＰと培養してＤＥを誘導し、ＦＧＦ２及びＢＭＰ４と培養して肝前駆細胞を誘導し、ＨＧＦと培養して未熟ヘパトサイトを誘導し、且つ次にＯＳＭと培養して成熟ヘパトサイトを作製し得る（Ｃａｉ ｅｔ ａｌ．，２０１３）。

１つの詳細な方法では、ｉＰＳＣは、ヘパトサイト分化に向けてプレコンディショニングされ得、これは、細胞をＧＳＫ３阻害薬の存在下で培養して、細胞が多能性状態を抜け出すことを促進し、下流分化を改善することにより、細胞を胚体内胚葉（ＤＥ）細胞に分化するようにプレコンディショニングすることによって行われる。初めに、ｉＰＳＣを内胚葉誘導培地でＤＥ細胞に分化させることができる。ｉＰＳＣは、ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）など、二次元培養で培養され得、次に第１段階終了時にヘパトブラストが三次元凝集培養に移され得る。ヘパトブラストの誘導及びヘパトサイトへの分化を含む本プロセスの第２段階中、細胞は、ＧＳＫ３阻害薬の存在下で培養され得る。第３段階において、細胞形態の向上のため、ヘパトサイトをＴＧＦβ阻害薬及びγ－セクレターゼ阻害薬の存在下で成熟させることができる。代わりに、ヘパトサイトは、ＳＲＣキナーゼ阻害薬及び任意選択でＥＰＯの存在下において成熟させることができる。ＳＲＣキナーゼ阻害薬は、ボスチニブ、ダサチニブ、Ａ４１９２５９、アルステルパウロン、ＡＺＭ４７５２７１又はＡＺＭ４７５２７１であり得る。

Ａ．分化培地
細胞外マトリックスタンパク質は、天然起源であり、且つヒト又は動物組織から精製され得るか、又は代わりに、ＥＣＭタンパク質は、遺伝子操作された組換えタンパク質又は合成的な性質のものであり得る。ＥＣＭタンパク質は、全タンパク質であるか又はペプチド断片の形態であり得、未変性であるか又は操作され得る。細胞培養のためのマトリックスに有用であり得るＥＣＭタンパク質の例としては、ラミニン、Ｉ型コラーゲン、ＩＶ型コラーゲン、フィブロネクチン及びビトロネクチンが挙げられる。一部の実施形態において、マトリックス組成物は、異種成分不含である。例えば、ヒト細胞を培養するための異種成分不含マトリックスには、ヒト起源のマトリックス成分が使用され得、ここでは、あらゆる非ヒト動物成分が排除されたものであり得る。

一部の態様において、マトリックス組成物中の総タンパク質濃度は、約１ｎｇ／ｍＬ～約１ｍｇ／ｍＬであり得る。一部の好ましい実施形態において、マトリックス組成物中の総タンパク質濃度は、約１μｇ／ｍＬ～約３００μｇ／ｍＬである。より好ましい実施形態において、マトリックス組成物中の総タンパク質濃度は、約５μｇ／ｍＬ～約２００μｇ／ｍＬである。

細胞は、具体的な各細胞集団の成長を支えるのに必要な栄養素と共に培養され得る。一般に、細胞は、炭素源、窒素源及びｐＨを維持するための緩衝液を含む成長培地で培養される。培地は、脂肪酸又は脂質、アミノ酸（非必須アミノ酸など）、１つ又は複数のビタミン、成長因子、サイトカイン、抗酸化物質、ピルビン酸、緩衝剤、ｐＨ指示薬及び無機塩類も含有し得る。例示的成長培地は、幹細胞成長を増強するために非必須アミノ酸及びビタミンなどの様々な栄養素が補充された、ダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ）又はＥＳＳＥＮＴＩＡＬ ８（商標）（Ｅ８（商標））培地などの最小必須培地を含有する。最小必須培地の例としては、限定はされないが、最小必須培地イーグル（ＭＥＭ）アルファ培地、ダルベッコ変法イーグル培地（ＤＭＥＭ）、ＲＰＭＩ－１６４０培地、１９９培地及びＦ１２培地が挙げられる。加えて、最小必須培地には、ウマ、子ウシ又はウシ胎仔血清などの添加剤が補充され得る。代わりに、培地は、無血清であり得る。他の場合、成長培地は、幹細胞などの未分化細胞の培養下での成長及び維持に最適化された、本明細書において無血清製剤と称される「ノックアウト血清代替物」を含有し得る。ＫＮＯＣＫＯＵＴ（商標）血清代替物について、例えば、米国特許出願公開第２００２／００７６７４７号明細書（これは、参照により本明細書に援用される）に開示されている。好ましくは、ＰＳＣは、完全に規定され及びフィーダー細胞不含の培地で培養される。

一部の実施形態において、培地は、任意の血清の代用品を含有しても又はしなくてもよい。血清の代用品としては、アルブミン（高脂質アルブミン、組換えアルブミンなどのアルブミン置換液、植物デンプン、デキストラン類及びタンパク質加水分解物など）、トランスフェリン（又は他の鉄輸送体）、脂肪酸、インスリン、コラーゲン前駆体、微量元素、２－メルカプトエタノール、３’－チオグリセロール又はこれらの均等物を適宜含有する材料を挙げることができる。血清の代用品は、例えば、国際公開第９８／３０６７９号パンフレットに開示される方法によって調製することができる。代わりに、更に簡便には、任意の市販材料を使用することができる。市販材料としては、ＫＮＯＣＫＯＵＴ（商標）血清代替物（ＫＳＲ）、化学的に規定された脂質濃縮液（Ｇｉｂｃｏ）及びＧＬＵＴＡＭＡＸ（商標）（Ｇｉｂｃｏ）を挙げることができる。

他の培養条件も適宜限定することができる。例えば、培養温度は、約３０～４０℃、例えば少なくとも又は約３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９℃であり得るが、特にこれに限定されない。一実施形態において、細胞は、３７℃で培養される。ＣＯ₂濃度は、約１～１０％、例えば約２～５％又はここで導き出せる任意の範囲であり得る。酸素分圧は、少なくとも、最大で若しくは約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０％又はここで導き出せる任意の範囲であり得る。

ａ．プレコンディショニング培地
ｉＰＳＣなどのＰＳＣがＥ８培地に約１５，０００～２０，０００細胞／ｃｍ²の細胞密度で約１、２、３又は４日間維持された後、細胞がプレコンディショニング培地（ＰＣＭ）で約１、２又は３日間培養され得る。例示的ＰＣＭは、約１～５μＭ、例えば約２、３又は４μＭなど、特に約３μＭ及びその間にある全ての範囲、例えば１～３、１～２、２～４、２～５、２～３、３～４又は３～５μＭのＣＨＩＲ９９０２１などのＧＳＫ３阻害薬を含む。ＰＣＭは、ＲＰＭＩ１６４０、無血清分化（ＳＦＤ）培地（例えば、約５～１５％、特に約１０％）、ｇｌｕｔａＭＡＸ（例えば、約０．５～５％、特に約１％）、モノチオグリセロール（ＭＴＧ）（例えば、約２５０～７５０μＭ、特に約４５０μＭ）及びペニシリンストレプトマイシン（例えば、０．５％～５％、特に約１％）を更に含み得る。プレコンディショニングは、低酸素条件で実施され得る。

ｂ．内胚葉誘導培地
プレコンディショニング後、次に、ｉＰＳＣは、第１の内胚葉誘導培地（ＥＩＭ Ｔ０）で約１又は２日間培養され得る。例示的ＥＩＭ Ｔ０は、ＲＰＭＩ、ＳＦＤ培地（例えば、約５～１５％、特に約１０％）、ｇｌｕｔａＭＡＸ（例えば、約０．５～５％、特に約１％）、ＭＴＧ（例えば、約２５０～７５０μＭ、特に約４５０μＭ）、ペニシリンストレプトマイシン（例えば、０．５％～５％、特に約１％）及びアクチビンＡ（例えば、１０～５０ｎｇ／ｍＬ、特に約２０ｎｇ／ｍＬ）を含む。詳細な態様において、ＥＩＭ Ｔ０は、本質的にアスコルビン酸を含まないか、又はアスコルビン酸を含まない。

次に、細胞は、第２のＥＩＭ（ＥＩＭ Ｔ１－２）で約１又は２日間、特に約２日間培養される。例示的ＥＩＭ Ｔ１－２は、アスコルビン酸（例えば、２５～１００μｇ／ｍＬ、特に約５０μｇ／ｍＬ）、ＢＭＰ４（例えば、約１～５ｎｇ／ｍＬ、特に約２．５ｎｇ／ｍＬ）、ｂＦＧＦ（例えば、約１～１０ｎｇ／ｍＬ、特に約５ｎｇ／ｍＬ）及びＶＥＧＦ（例えば、約１０～５０ｎｇ／ｍＬ、特に約１０ｎｇ／ｍＬ）含有のＥＩＭ Ｔ０培地を含む。

最後に、細胞は、第３のＥＩＭ（ＥＩＭ Ｔ３－６）で約４、５、６、７、８、９又は１０日間培養され、ＤＥ細胞が作り出される。ＥＩＭ Ｔ３－６は、ＳＦＤ、ＢＭＰ４（例えば、約１～５ｎｇ／ｍＬ、特に約２．５ｎｇ／ｍＬ）、ｂＦＧＦ（例えば、約１～１０ｎｇ／ｍＬ、特に約５ｎｇ／ｍＬ）、ＶＥＧＦ（例えば、約１０～５０ｎｇ／ｍＬ、特に約１０ｎｇ／ｍＬ）及びジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）（例えば、約０．１％～１％、特に約０．５％）を含み得る。ＤＥ細胞への分化は、低酸素条件で実施され得る。ＤＥ細胞は、フローサイトメトリー又はｑＰＣＲによってＣＸＣＲ４及びＣＤ１１７の陽性発現が特徴付けられ得る。

ｃ．ヘパトブラスト誘導培地（第１段階）
次に、ＤＥ細胞は、ヘパトブラストの誘導によってヘパトサイト分化の第１段階を経る。ＤＥ細胞が、凝集塊など、三次元培養で培養されるか、又は二次元培養として培養されると、ヘパトブラストが形成され得る。ヘパトブラスト誘導培地（ＨＩＭ又は第１段階培地）は、ＳＦＤ、ＢＭＰ４（例えば、約２５～７５ｎｇ／ｍＬ、特に約５０ｎｇ／ｍＬ）、ｂＦＧＦ（例えば、約５～２０ｎｇ／ｍＬ、特に約１０ｎｇ／ｍＬ）、ＨＧＦ（例えば、約１０～５０ｎｇ／ｍＬ、特に約２５ｎｇ／ｍＬ）、ＶＥＧＦ（例えば、約１０～５０ｎｇ／ｍＬ、特に約１０ｎｇ／ｍＬ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）（例えば、約０．１％～２％、特に約１％）及びＦＧＦ－１０（例えば、約４０～１００ｎｇ／ｍＬ、特に約６０ｎｇ／ｍＬ）を含み得る。

ｄ．ヘパトサイト分化培地（第２段階）
本プロセスの第２段階は、ヘパトブラストからヘパトサイトへの分化を含む。ヘパトブラストは、本質的に単一細胞の懸濁液に消化されて、２Ｄ培養物として平板に播かれ得るか、又はこの細胞懸濁液を使用して３Ｄ凝集塊を作成することができる。このヘパトサイト分化ステップは、２Ｄ又は３Ｄフォーマットで実施することができる。ヘパトサイト分化培地（ＨＤＭ又は第２段階）は、ＳＦＤ、ｂＦＧＦ（例えば、約１～２０ｎｇ／ｍＬ、特に約１０ｎｇ／ｍＬ）、ＨＧＦ（例えば、約５０～２００ｎｇ／ｍＬ、特に約１００ｎｇ／ｍＬ）、オンコスタチンＭ（ＯＳＭ）（例えば、約１０～３０ｎｇ／ｍＬ、特に約２０ｎｇ／ｍＬ）、デキサメタゾン（例えば、約０．０１～１μＭ、特に約０．１μＭ）、ＤＭＳＯ（例えば、約０．１％～２％、特に約１％）及びＣＨＩＲ９９０２１などのＧＳＫ３阻害薬（例えば、約１～５μＭ、例えば約２、３又は４μＭなど、特に約３μＭ）を含み得る。ＨＤＭは、ＶＥＧＦ及びＥＧＦを含まないことができる。第２段階プロセスは、４日間低酸素及び４日間正常酸素など、低酸素での培養と、続く正常酸素での培養を含み得る。

ｅ．ヘパトサイト成熟培地（第３段階）
最後に、ヘパトサイトは、約７～１０日など、本プロセスの第３段階中に成熟させることができる。ヘパトサイト成熟培地（ＨＭＭ又は第３段階培地）は、ウィリアムスＥ培地、Ｂ２７＋ビタミンＡ（例えば、約１％～５％、特に約２％）、ＯＳＭ（例えば、約１０～３０ｎｇ／ｍＬ、特に約２０ｎｇ／ｍＬ）、デキサメタゾン（例えば、約０．０１～１μＭ、特に約０．１μＭ）及びペニシリンストレプトマイシン（例えば、０．５％～５％、特に約１％）を含み得る。ＨＭＭは、ＳＢ４３１５４２などのＴＧＦβ阻害薬及びγ－セクレターゼ阻害薬（例えば、約１～２０μＭ、特に約１０μＭ）及びＤＡＰＴ（例えば、約１～５μＭ、特に約２μＭ）を更に含み得る。代わりに、ＨＭＭは、ＳＲＣキナーゼ阻害薬及びＥＰＯを更に含み得る。成熟は、Ｉ型コラーゲン上など、二次元培養下で実施され得る。ＨＭＭは、ＴＧＦβ阻害薬及びＭＥＫ阻害薬を含み得る。代わりに、ＨＭＭは、ＦＨ１、ＦＰＨ１及び／又はメトキサミンを含み得る（Ｓｈａｎ ｅｔ ａｌ．，２０１３）。

Ｂ．阻害薬
ａ．ＧＳＫ３阻害薬
グリコーゲン合成酵素キナーゼ３（ＧＳＫ３）は、セリン及びスレオニンアミノ酸残基へのリン酸塩分子の付加を媒介するセリン／スレオニンプロテインキナーゼである。例示的阻害薬としては、ＣＨＩＲ９９０２１、ＢＩＯ、ＳＢ２１６７６３、ＣＨＩＲ９８０１４、ＴＷＳ１１９、ＳＢ４１５２８６及びチデグルシブが挙げられる。

ｂ．ＴＧＦβ経路阻害薬
形質転換成長因子β（ＴＧＦβ）は、ほとんどの細胞の増殖、細胞分化及び他の機能を制御する分泌タンパク質である。これは、免疫、癌、気管支喘息、肺線維症、心疾患、糖尿病及び多発性硬化症において役割を果たす一種のサイトカインである。ＴＧＦ－βには、ＴＧＦ－β１、ＴＧＦ－β２及びＴＧＦ－β３と呼ばれる少なくとも３つのアイソフォームがある。ＴＧＦ－βファミリーは、インヒビン、アクチビン、抗ミュラー管ホルモン、骨形成タンパク質、デカペンタプレジック及びＶｇ－１が含まれる形質転換成長因子βスーパーファミリーとして公知のタンパク質スーパーファミリーの一部である。

ＴＧＦβ経路阻害薬（本明細書ではＴＧＦβ阻害薬とも称される）には、任意のＴＧＦβシグナル伝達阻害薬全般が含まれ得る。例えば、ＴＧＦβ阻害薬は、４－［４－（１，３－ベンゾジオキソール－５－イル）－５－（２－ピリジニル）－１Ｈ－イミダゾール－２－イル］ベンズアミド（ＳＢ４３１５４２）、６－［２－（１，１－ジメチルエチル）－５－（６－メチル－２－ピリジニル）－１Ｈ－イミダゾール－４－イル］キノキサリン（ＳＢ５２５３３４）、２－（５－ベンゾ［ｌ，３］ジオキソール－５－イル－２－ｉｅｒｉ－ブチル－３Ｈ－イミダゾール－４－イル）－６－メチルピリジンヒドロクロリド水和物（ＳＢ４３１５４２～５０５１２４）、４－（５－ベンゾール［ｌ，３］ジオキソール－５－イル－４－ピリジン－２－イル－ｌＨ－イミダゾール－２－イル）－ベンズアミド水和物、４－［４－（ｌ，３－ベンゾジオキソール－５－イル）－５－（２－ピリジニル）－ｌＨ－イミダゾール－２－イル］－ベンズアミド水和物、左右決定因子（Ｌｅｆｔｙ）、３－（６－メチル－２－ピリジニル）－Ｎ－フェニル－４－（４－キノリニル）－１Ｈ－ピラゾール－１－カルボチオアミド（Ａ ８３－０１）、４－［４－（２，３－ジヒドロ－１，４－ベンゾジオキシン－６－イル）－５－（２－ピリジニル）－１Ｈ－イミダゾール－２－イル］ベンズアミド（Ｄ ４４７６）、４－［４－［３－（２－ピリジニル）－１Ｈ－ピラゾール－４－イル］－２－ピリジニル］－Ｎ－（テトラヒドロ－２Ｈ－ピラン－４－イル）－ベンズアミド（ＧＷ ７８８３８８）、４－［３－（２－ピリジニル）－１Ｈ－ピラゾール－４－イル］－キノリン（ＬＹ ３６４８４７）、４－［２－フルオロ－５－［３－（６－メチル－２－ピリジニル）－１Ｈ－ピラゾール－４－イル］フェニル］－１Ｈ－ピラゾール－１－エタノール（Ｒ ２６８７１２）又は２－（３－（６－メチルピリジン－２－イル）－１Ｈ－ピラゾール－４－イル）－１，５－ナフチリジン（ＲｅｐＳｏｘ）である。

ｃ．ＭＥＫ阻害薬
ＭＥＫ阻害薬は、マイトジェン活性化プロテインキナーゼ酵素ＭＥＫ１又はＭＥＫ２を阻害する化学物質又は薬物である。これを用いてＭＡＰＫ／ＥＲＫ経路に影響を及ぼすことができる。例えば、ＭＥＫ阻害薬としては、Ｎ－［（２Ｒ）－２，３－ジヒドロキシプロポキシ］－３，４－ジフルオロ－２－［（２－フルオロ－４－ヨードフェニル）アミノ］－ベンズアミド（ＰＤ０３２５９０１）、Ｎ－［３－［３－シクロプロピル－５－（２－フルオロ－４－ヨードアニリノ）－６，８－ジメチル－２，４，７－トリオキソピリド［４，３－ｄ］ピリミジン－１－イル］フェニル］アセトアミド（ＧＳＫ１１２０２１２）、６－（４－ブロモ－２－フルオロアニリノ）－７－フルオロ－Ｎ－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－メチルベンズイミダゾール－５－カルボキサミド（ＭＥＫ１６２）、Ｎ－［３，４－ジフルオロ－２－（２－フルオロ－４－ヨードアニリノ）－６－メトキシフェニル］－１－（２，３－ジヒドロキシプロピル）シクロプロパン－１－スルホンアミド（ＲＤＥＡ１１９）及び６－（４－ブロモ－２－クロロアニリノ）－７－フルオロ－Ｎ－（２－ヒドロキシエトキシ）－３－メチルベンズイミダゾール－５－カルボキサミド（ＡＺＤ６２４４）が挙げられる。

ｄ．Ｓｒｃキナーゼ阻害薬
非受容体型タンパク質チロシンキナーゼＳｒｃファミリーは、種々の細胞シグナル伝達経路において重要な役割を果たし、細胞分裂、運動性、接着、血管新生及び生存といった多様なプロセスを調節する。強力な可逆的ＡＴＰ競合剤であるＰＰ１は、タンパク質チロシンキナーゼＳｒｃファミリーの選択的阻害薬である。これは、ＥＧＦＲキナーゼ（ＩＣ５０＝２５０ｎＭ）、ＪＡＫ２（ＩＣ５０＝５０μＭ）又はＺＡＰ－７０（ＩＣ５０≧０．６μＭ）の活性に大きい影響を及ぼすことなく、ｐ５６ｌｃｋ（ＩＣ５０＝５ｎＭ）、ｐ５９ｆｙｎＴ（ＩＣ５０＝６ｎＭ）、Ｈｃｋ（ＩＣ５０＝２０ｎＭ）及びＳｒｃ（ＩＣ５０＝１７０ｎＭ）を阻害する。ＰＰ１は、Ｓｒｃシグナル伝達とは無関係にＩ型ＴＧＦ－β受容体を直接阻害することにより（ＩＣ５０＝５０ｎＭ）、ＴＧＦ－β媒介性細胞応答も遮断する。一部の態様において、第３段階成熟培地には、ＰＰ２、ＫＢ ＳＲＣ ４、１－ナフチルＰＰ１、ＭＮＳ、ＰＤ １８０９７０及びボスチニブを含む１つ以上のＳｒｃキナーゼ阻害薬が５ｕＭなどで補充され得る。

ｅ．ガンマセクレターゼ阻害薬
ガンマセクレターゼは、それ自体が膜内在性タンパク質である、１回膜貫通タンパク質を膜貫通ドメイン内にある残基で切断する多サブユニットプロテアーゼ複合体である。この種のプロテアーゼは、膜内プロテアーゼとして公知である。ガンマセクレターゼの最もよく知られた基質は、アミロイド前駆体タンパク質であり、これは、大型の膜内在性タンパク質であり、γセクレターゼ及びβセクレターゼの両方によって切断されると、アミロイドβと呼ばれる短いアミノ酸ペプチドを産生する。アミロイドβの異常に折り畳まれた線維状の形態は、アルツハイマー病患者の脳に見られるアミロイド斑の主要な成分である。

ガンマセクレターゼ阻害薬は、本明細書では、γ－セクレターゼ阻害薬全般を指す。例えば、γ－セクレターゼ阻害薬としては、限定はされないが、Ｎ－［（３，５－ジフルオロフェニル）アセチル］－Ｌ－アラニル－２－フェニル］グリシン－１，１－ジメチルエチルエステル（ＤＡＰＴ）、５－クロロ－Ｎ－［（１Ｓ）－３，３，３－トリフルオロ－１－（ヒドロキシメチル）－２－（トリフルオロメチル）プロピル］－２－チオフェンスルホンアミド（ベガセスタット）、ＭＤＬ－２８１７０、３，５－ビス（４－ニトロフェノキシ）安息香酸（コンパウンドＷ）、７－アミノ－４－クロロ－３－メトキシ－１Ｈ－２－ベンゾピラン（ＪＬＫ６）、（５Ｓ）－（ｔｅｒｔ－ブトキシカルボニルアミノ）－６－フェニル－（４Ｒ）－ヒドロキシ－（２Ｒ）－ベンジルヘキサノイル）－Ｌ－ロイシル－Ｌ－フェニルアラニンアミド（Ｌ－６８５，４８５）、（Ｒ）－２－フルオロ－α－メチル［１，１’－ビフェニル］－４－酢酸（（Ｒ）－フルルビプロフェン；フルリザン（Ｆｌｕｒｉｚａｎ））、Ｎ－［（１Ｓ）－２－［［（７Ｓ）－６，７－ジヒドロ－５－メチル－６－オキソ－５Ｈ－ジベンズ［ｂ，ｄ］アゼピン－７－イル］アミノ］－１－メチル－２－オキソエチル］－３，５－ジフルオロベンゼンアセトアミド（ジベンザゼピン；ＤＢＺ）、Ｎ－［ｃｉｓ－４－［（４－クロロフェニル）スルホニル］－４－（２，５－ジフルオロフェニル）シクロヘキシル］－１，１，１－トリフルオロメタンスルホンアミド（ＭＲＫ５６０）、（２Ｓ）－２－［［（２Ｓ）－６，８－ジフルオロ－１，２，３，４－テトラヒドロ－２－ナフタレニル］アミノ］－Ｎ－［１－［２－［（２，２－ジメチルプロピル）アミノ］－１，１－ジメチルエチル］－１Ｈ－イミダゾール－４－イル］ペンタンアミド二臭化水素酸塩（ＰＦ３０８４０１４臭化水素酸塩）及び２－［（１Ｒ）－１－［［（４－クロロフェニル）スルホニル］（２，５－ジフルオロフェニル）アミノ］エチル－５－フルオロベンゼンブタン酸（ＢＭＳ２９９８９７）が挙げられる。

Ｃ．凍結保存
本明細書に開示される方法によって作製されるヘパトブラスト又はヘパトサイトは、第１段階、第２段階又は第３段階など、本プロセスの任意の段階で凍結保存することができ、例えば米国特許出願公開第２０１２／１４９４８４ Ａ２号明細書（これは、参照により本明細書に援用される）を参照されたい。細胞は、基質と共に又は基質なしに凍結保存することができる。幾つかの実施形態において、貯蔵温度は、約－５０℃～約－６０℃、約－６０℃～約－７０℃、約－７０℃～約－８０℃、約－８０℃～約－９０℃、約－９０℃～約－１００℃の範囲及びこれらの重複する範囲である。一部の実施形態において、凍結保存細胞の貯蔵（例えば、維持）には、更に低い温度が用いられる。幾つかの実施形態において、細胞の貯蔵には、液体窒素（又は他の類似の液状冷却剤）が使用される。更なる実施形態において、細胞は、約６時間を超えて貯蔵される。更なる実施形態において、細胞は、約７２時間貯蔵される。幾つかの実施形態において、細胞は、４８時間～約１週間貯蔵される。更に他の実施形態において、細胞は、約１、２、３、４、５、６、７又は８週間貯蔵される。更なる実施形態において、細胞は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２ヵ月間貯蔵される。細胞は、更に長い時間にわたって貯蔵することもできる。細胞は、別々に又は本明細書に開示される基質のいずれかなどの基質上に凍結保存することができる。

一部の実施形態において、追加の凍結保護物質を使用することができる。例えば、細胞は、ＤＭＳ０、ヒト又はウシ血清アルブミンなどの血清アルブミンなど、１つ以上の凍結保護物質を含む凍結保存溶液中で凍結保存することができる。特定の実施形態において、溶液は、約１％、約１．５％、約２％、約２．５％、約３％、約４％、約５％、約６％、約７％、約８％、約９％又は約１０％のＤＭＳＯを含む。他の実施形態において、溶液は、約１％～約３％、約２％～約４％、約３％～約５％、約４％～約６％、約５％～約７％、約６％～約８％、約７％～約９％又は約８％～約１０％のジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）又はアルブミンを含む。具体的な実施形態において、溶液は、２．５％のＤＭＳＯを含む。別の具体的な実施形態において、溶液は、１０％のＤＭＳＯを含む。

細胞は、凍結保存中、例えば約１℃／分で冷却され得る。一部の実施形態において、凍結保存温度は、約－８０℃～約－１８０℃又は約－１２５℃～約－１４０℃である。一部の実施形態において、細胞は、４℃に冷却されてから、約１℃／分で冷却される。凍結保存細胞は、使用のために解凍されるまで液体窒素気相に移し替えることができる。一部の実施形態では、例えば細胞が約－８０℃に達したところで、細胞は、液体窒素貯蔵場所に移される。凍結保存は、速度制御型フリーザーを使用して行うこともできる。凍結保存細胞は、例えば、約２５℃～約４０℃の温度、典型的には約３７℃の温度で解凍され得る。

Ｄ．ヘパトサイトの精製及び特徴付け
本方法によって作製されるヘパトサイトは、ヘパトサイト細胞マーカーの選択によるなどして、濃縮されたヘパトサイト集団にするために精製され得る。ＣＤ１３３陽性発現に関して細胞が選別され得る。従って、本開示は、濃縮されたヘパトサイト集団を提供する。例示的な細胞集団は、ヘパトサイトを少なくとも約５０％；好ましくは少なくとも約６０％；７０％；８０％；９０％；９５％；９８％及び最も好ましくは９９％又は１００％含む。

ヘパトサイトは、肝臓マーカーαアンチトリプシン（ＡＡＴ）及び／又はアルブミンによって特徴付けることができる。細胞はまた、ＨＮＦ－１σ、サイトケラチン（ＣＫ）１８及びアルブミンなど、ヘパトサイトの後期段階マーカーが陽性であり；初期ヘパトサイトマーカー、例えばＨＮＦ－３０、ＧＡＴＡ４、ＣＫ１９、σ－フェトプロテインが存在せず；シトクロムＰ４５０遺伝子、例えばＣＹＰ１Ａ１、ＣＹＰ２Ｂ１、ＣＹＰ２Ｃ６、ＣＹＰ２Ｃ１１、ＣＹＰ２Ｃ１３、ＣＹＰ３Ａ２及びＣＹＰ４Ａ１を発現し；及び分極構造を獲得し得る。ヘパトサイト前駆細胞は、初期ヘパトサイトマーカーの存在によって検出され得る。肝細胞についての他の目的のマーカーとしては、σ１－アンチトリプシン、グルコース－６－ホスファターゼ、トランスフェリン、アシアロ糖タンパク質受容体（ＡＳＧＲ又はＡＳＧＰＲ又はＡＳＧＰＲ１）、ＣＫ７、－グルタミルトランスフェラーゼ；ＨＮＦ １０、ＨＮＦ ３ａ、ＨＮＦ－４σ、トランスサイレチン、ＣＦＴＲ、ａｐｏＥ、グルコキナーゼ、インスリン成長因子（ＩＧＦ）１及び２、ＩＧＦ－１受容体、インスリン受容体、レプチン、ａｐｏＡＩＩ、ａｐｏＢ、ａｐｏＣＩＩＩ、ａｐｏＣＩＩ、アルドラーゼＢ、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、Ｌ型脂肪酸結合タンパク質、トランスフェリン、レチノール結合タンパク質及びエリスロポエチン（ＥＰＯ）が挙げられる。

ヘパトサイト分化には転写因子ＨＮＦ－４αが必要であることが報告されている（Ｌｉ ｅｔ ａｌ．，Ｇｅｎｅｓ Ｄｅｖ．１４：４６４，２０００）。ＨＮＦ－４α発現に依存しないマーカーとしては、α１－アンチトリプシン、α－フェトプロテイン、ａｐｏＥ、グルコキナーゼ、インスリン成長因子１及び２、ＩＧＦ－１受容体、インスリン受容体及びレプチンが挙げられる。ＨＮＦ－４α発現に依存するマーカーとしては、アルブミン、ａｐｏＡＩ、ａｐｏＡＩＩ、ａｐｏＢ、ａｐｏＣＩＩＩ、ａｐｏＣＩＩ、アルドラーゼＢ、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、Ｌ型脂肪酸結合タンパク質、トランスフェリン、レチノール結合タンパク質及びエリスロポエチン（ＥＰＯ）が挙げられる。

かかるマーカーの発現レベルの評価は、他の細胞との比較で決定することができる。成熟ヘパトサイトマーカーの陽性対照としては、目的の種の成体ヘパトサイト及び米国特許第５，２９０，６８４号明細書に報告される肝芽腫に由来するＨｅｐＧ２株など、樹立されたヘパトサイト細胞株が挙げられる。陰性対照としては、成体線維芽細胞株など、別系統の細胞又は網膜色素上皮（ＲＰＥ）細胞が挙げられる。

本開示において挙げられる組織特異的タンパク質及びオリゴ糖決定基は、任意の好適な免疫学的技法 － 細胞表面マーカーに対するフロー免疫細胞化学、細胞内又は細胞表面マーカーに対する免疫組織化学（例えば、固定された細胞又は組織切片のもの）、細胞抽出物のウエスタンブロット分析及び細胞抽出物又は培地中に分泌される産物に対する酵素結合免疫測定法などを用いて検出することができる。細胞による抗原の発現は、任意選択で細胞の固定後且つ任意選択で標識二次抗体又は他のコンジュゲート（ビオチン－アビジンコンジュゲートなど）を用いて標識を増幅して、標準的な免疫細胞化学又はフローサイトメトリーアッセイで有意に検出可能な量の抗体が抗原に結合することになる場合、「抗体検出可能」であると言われる。

組織特異的マーカーの発現は、ノーザンブロット分析、ドットブロットハイブリダイゼーション分析又は標準的な増幅方法において配列特異的プライマーを使用する逆転写酵素開始ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ－ＰＣＲ）により、ｍＲＮＡレベルで検出することもできる。更なる詳細については、米国特許第５，８４３，７８０号明細書を参照されたい。本開示において挙げられる特定のマーカーの配列データは、ＧｅｎＢａｎｋなどの公開データベースから入手することができる。ｍＲＮＡレベルでの発現は、典型的な制御された実験で標準的手順に従い、細胞試料に対してアッセイを実施した結果、明確に識別可能なハイブリダイゼーション又は増幅産物が得られる場合、本開示に記載されるアッセイの１つにより「検出可能」と言われる。タンパク質又はｍＲＮＡレベルで検出されるとおりの組織特異的マーカーの発現は、未分化ｉＰＳ細胞、線維芽細胞又は他の無関係の細胞型など、対照細胞と比べてそのレベルが少なくとも２倍、好ましくは１０倍又は５０倍を超えて上回る場合に陽性と見なされる。

細胞は、それがヘパトサイト系統の細胞に特徴的な酵素活性を示すかどうかに基づいて特徴付けることもできる。例えば、グルコース－６－ホスファターゼ活性に関するアッセイは、Ｂｕｂｌｉｔｚ（Ｍｏｌ Ｃｅｌｌ Ｂｉｏｃｈｅｍ．１０８：１４１，１９９１）；Ｙａｓｍｉｎｅｈ ｅｔ ａｌ．（Ｃｌｉｎ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．２５：１０９，１９９２）；及びＯｃｋｅｒｍａｎ（Ｃｌｉｎ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ １７：２０１，１９６８）によって記載されている。肝細胞におけるアルカリホスファターゼ（ＡＬＰ）及び５－ヌクレオチダーゼ（５’－Ｎアーゼ）に関するアッセイは、Ｓｈｉｏｊｉｒｉ（Ｊ．Ｅｍｂｒｙｏｌ．Ｅｘｐ．Ｍｏｒｐｈ．６２：１３９，１９８１）によって記載されている。研究及び医療産業部門に携わる幾つもの研究所が、肝酵素に関するアッセイを商業サービスとして提供している。

シトクロムｐ４５０は、モノオキシゲナーゼ系の鍵となる触媒成分である。これは、生体異物（投与された薬物）及び多くの内因性化合物の酸化的代謝に関与するヘムタンパク質ファミリーを成す。異なるシトクロムが特徴的な重複する基質特異性を示す。生体内変換能力の大部分は、１Ａ２、２Ａ６、２Ｂ６、３Ａ４、２Ｃ９－１１、２Ｄ６及び２Ｅ１と命名されているシトクロムに帰することができる（Ｇｏｍｅｓ－Ｌｅｃｈｏｎ ｅｔ ａｌ．，ｐｐ １２９－１５３ ｉｎ“Ｉｎ ｖｉｔｒｏ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，”Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９９７）。

当技術分野では、シトクロムｐ４５０酵素活性を測定するための幾つものアッセイが公知である。例えば、ｐ４５０活性によって蛍光生成物に変換可能な非蛍光基質を細胞に接触させて、次に蛍光活性化細胞のカウントによって分析することができる（米国特許第５，８６９，２４３号明細書）。具体的には、細胞を洗浄し、次に１０μＭ／Ｌ ５，６－メトキシカルボニルフルオレセイン（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｒｏｂｅｓ、Ｅｕｇｅｎｅ ＯＲ）の溶液と共に暗所下３７℃で１５分間インキュベートする。次に、細胞を洗浄し、培養プレートからトリプシン処理し、蛍光発光に関して約５２０～５６０ｎｍで分析する。線維芽細胞などの対照細胞と比べて供試細胞の活性レベルが２倍を超えて上回る、好ましくは１０倍又は１００倍を超えて上回る場合、本開示における酵素のいずれかに関する活性のエビデンスがあると決定される。

シトクロムｐ４５０の発現は、タンパク質レベルにおいて、例えばウエスタンブロットにおいて特異的抗体を使用して測定することもできるか、又はｍＲＮＡレベルでノーザンブロット又はＲＴ－ＰＣＲにおいて特異的プローブ及びプライマーを使用して測定することもできる。Ｂｏｒｌａｋｏｇｌｕ ｅｔ ａｌ．，Ｉｎｔ．Ｊ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．２５：１６５９，１９９３を参照されたい。ｐ４５０系の特定の活性：７－エトキシクマリンＯ－デエチラーゼ活性、アルコキシレゾルフィンＯ－デアルキラーゼ活性、クマリン７－ヒドロキシラーゼ活性、ｐ－ニトロフェノールヒドロキシラーゼ活性、テストステロンヒドロキシル化、ＵＤＰ－グルクロニルトランスフェラーゼ活性、グルタチオンＳ－トランスフェラーゼ活性などを測定することもできる（Ｇｏｍｅｓ－Ｌｅｃｈｏｎ ｅｔ ａｌ．，ｐｐ ４１１－４３１ ｉｎ“Ｉｎ ｖｉｔｒｏ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，”Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９９７にレビューされている）。次に、活性レベルを初代ヘパトサイトのレベルと比較することができる。

小分子薬物の抱合、代謝又は解毒に関わる酵素に関するアッセイも利用可能である。例えば、細胞は、尿路又は胆道を通した排泄に関して、ビリルビン、胆汁酸及び小分子薬物を抱合する能力によって特徴付けることができる。細胞を好適な基質と接触させて、好適な時間にわたってインキュベートし、次に培地を（ＧＣＭＳ又は他の好適な技法によって）分析することにより、抱合生成物が形成されたかどうかを決定する。薬物代謝酵素活性としては、脱エチル化、脱アルキル化、ヒドロキシル化、脱メチル化、酸化、グルクロン酸抱合、硫酸抱合、グルタチオン抱合及びＮ－アセチルトランスフェラーゼ活性が挙げられる（Ａ．Ｇｕｉｌｌｏｕｚｏ，ｐｐ ４１１－４３１ ｉｎ“Ｉｎ ｖｉｔｒｏ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，”Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９９７）。アッセイは、フェナセチン脱エチル化、プロカインアミドＮ－アセチル化、パラセタモール硫酸抱合及びパラセタモールグルクロン酸抱合を含む（Ｃｈｅｓｎｅ ｅｔ ａｌ．，ｐｐ ３４３－３５０ ｉｎ“Ｌｉｖｅｒ Ｃｅｌｌｓ ａｎｄ Ｄｒｕｇｓ”，Ａ．Ｇｕｉｌｌｏｕｚｏ ｅｄ．Ｊｏｈｎ Ｌｉｂｂｅｙ Ｅｕｒｏｔｅｘｔ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９８８）。

ヘパトサイト系統の細胞は、そのグリコーゲン貯蔵能力に関して評価することもできる。好適なアッセイは、過ヨウ素酸シッフ（ＰＡＳ）染色を用いるものであり、ＰＡＳは、単糖類及び二糖類と反応しないが、グリコーゲン及びデキストランなどの長鎖ポリマーを染色する。ＰＡＳ反応から、複合糖質並びに可溶性及び膜結合型糖質化合物の定量的推定値が得られる。Ｋｉｒｋｅｂｙ ｅｔ ａｌ．（Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ｍｅｔｈ．２４：２２５，１９９２）は、糖質化合物及びデタージェントの定量的ＰＡＳアッセイについて記載している。ｖａｎ ｄｅｒ Ｌａａｒｓｅ ｅｔ ａｌ．（Ｂｉｏｔｅｃｈ Ｈｉｓｔｏｃｈｅｍ．６７：３０３，１９９２）は、ＰＡＳ反応を用いたグリコーゲンに関するマイクロデンシトメトリーによる組織化学アッセイについて記載している。線維芽細胞などの対照細胞と比べて細胞が少なくとも２倍、好ましくは１０倍を超えて上回るレベルでＰＡＳ陽性である場合、グリコーゲン貯蔵のエビデンスがあると決定される。細胞は、標準方法による核型タイピングによって特徴付けることもできる。

ＩＩＩ．使用方法
本開示は、ヘパトサイト系統の細胞を多数作製し得る方法を提供する。こうした細胞集団は、幾つもの重要な研究、開発及び商業目的で使用することができる。それらとしては、限定はされないが、幾つか例を挙げれば、インビボでの細胞の移植又は植え込み；インビトロでの、抗ウイルス薬、細胞毒性化合物、発癌物質、突然変異原、成長／調節因子、医薬化合物等のスクリーニング；肝疾患及び感染症の機序の解明；薬物及び／又は成長因子が働く機序の研究；患者の癌の診断及びモニタリング；遺伝子療法；及び生物学的活性のある製剤の生産が挙げられる。

ヘパトサイトは、代謝プロファイリングにも使用することができる。一実施形態では、細胞又はその画分、例えばミクロソーム画分を試験薬剤と場合により種々の濃度において且つ種々の時間にわたって接触させ、培地を回収して分析することにより、代謝された形態の試験薬剤を検出する。任意選択で、ブフラロールなどの対照分子も使用する。代謝プロファイリングを用いると、例えば対象が特定の薬物を代謝するかどうか、代謝する場合にはその薬物がどのように代謝されるかを決定することができる。かかるアッセイには、使用されるヘパトサイトはその対象に由来することが好ましい。

この本開示は、恐らく急性、慢性又は遺伝性肝機能障害に起因するであろう、かかる療法を必要としている対象に対してある程度の肝機能を回復させるためのヘパトサイトの使用も提供する。

本開示は、カプセル化された又はバイオ人工肝臓装置の一部であるヘパトサイトを含む。様々な形態のカプセル化は、“Ｃｅｌｌ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ”，Ｋｕｈｔｒｅｉｂｅｒ ｅｔ ａｌ．ｅｄｓ．，Ｂｉｒｋｈａｕｓｅｒ，Ｂｏｓｔｏｎ Ｍａｓｓ．，１９９９に記載されている。本細胞は、インビトロ又はインビボのいずれでの使用向けにもかかる方法に従ってカプセル化することができる。

臨床使用向けのバイオ人工臓器は、肝機能障害を有する個体を支援するように － 長期療法の一部として支援するか、又は劇症肝不全と肝臓再構成若しくは肝移植との間の時間をつないで支援するかのいずれかで － 設計される。懸濁液タイプのバイオ人工肝臓は、透析プレート内にて懸濁されるか、又は好適な基材中にマイクロカプセル化されるか、又は細胞外マトリックスがコートされたマイクロキャリアビーズに取り付けられた細胞を含む。代わりに、ヘパトサイトは、充填床にある固体支持体上、多段式の平床、マイクロチャネルスクリーン上又は周囲を囲む中空糸キャピラリーに置くことができる。この装置は、対象の血液が通過する入口及び出口並びに場合により細胞に栄養素を供給するためのポートの別の組を有する。

本ヘパトサイトは、例えば、細胞の分化又は代謝に影響を及ぼす候補化合物又は環境条件のスクリーニングにも使用され得る。ヘパトサイトは、例えば、遺伝子発現パターンの研究のために又は医薬製剤中の活性成分として、細胞特異的抗体製剤及び細胞特異的ｃＤＮＡライブラリを入手するために更に使用され得る。別の実施形態において、ヘパトサイトは、それを必要としている対象に投与される。細胞は、対象の肝臓に例えば組織の再構成又は再生のために投与することができる。細胞は、意図した組織部位への細胞のグラフト化及び機能欠損領域における再構成又は再生を可能にする方法で投与され得る。投与前、細胞は、対象から細胞への又はその逆の免疫反応（移植片対宿主病）を抑制するように、当技術分野において公知の方法に従って修飾され得る。

ヘパトサイトは、Ｃ型肝炎感染症によって起こるなど、完全な又は部分的な肝不全を有する対象に投与され得る。ヘパトサイトは、肝損傷を修復する能力に関して動物モデルで評価することができる。かかる１つの例は、Ｄ－ガラクトサミンの腹腔内注射によって引き起こされる損傷である。処置の有効性は、肝細胞マーカーに関する免疫細胞化学的染色、成長中の組織に毛細胆管構造が形成されるかどうかの顕微鏡的決定及びその処置が肝臓特異的タンパク質の合成を回復させる能力によって決定することができる。

Ａ．医薬組成物
ヘパトサイトと薬学的に許容可能な担体とを含む医薬組成物及び製剤も本明細書で提供される。

従って、本発明における対象への投与のための細胞組成物は、医薬品として使用できる製剤にするための化合物の加工処理を促進する賦形剤及び助剤を含む１つ以上の生理学的に許容可能な担体を使用した任意の従来方法で製剤化され得る。適切な製剤は、選択の投与経路に依存する。ヘパトサイトは、治療法において、直接的な投与によるか、又は劇症肝不全後に対象の肝組織が自己再生する間に一時的な肝機能を提供する生体支援装置の一部として使用することができる。医薬製剤における一般的原理については、Ｃｅｌｌ Ｔｈｅｒａｐｙ：Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ，ａｎｄ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｉｍｍｕｎｏｔｈｅｒａｐｙ，ｂｙ Ｇ．Ｍｏｒｓｔｙｎ ｉｉ Ｗ．Ｓｈｅｒｉｄａｎ ｅｄｓ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ｐｒｅｓｓ，１９９６；及びＨｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ Ｓｔｅｍ Ｃｅｌｌ Ｔｈｅｒａｐｙ，Ｅ．Ｄ．Ｂａｌｌ，Ｊ．Ｌｉｓｔｅｒ＆Ｐ．Ｌａｗ，Ｃｈｕｒｃｈｉｌｌ Ｌｉｖｉｎｇｓｔｏｎｅ，２０００が読者の参考となる。本組成物は、組織再生又は治療上重要な代謝機能の回復における細胞の使用に関する説明文書と共に包装され得る。

本明細書に記載されるとおりの医薬組成物及び製剤は、所望の程度の純度を有する活性成分（細胞など）を１つ以上の任意選択の薬学的に許容可能な担体と混合することにより、凍結乾燥製剤又は水溶液の形態で調製され得る（Ｒｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ２２^nd ｅｄｉｔｉｏｎ，２０１２）。薬学的に許容可能な担体は、概して、用いられる投薬量及び濃度で被投与者にとって非毒性であり、限定はされないが、リン酸塩、クエン酸塩及び他の有機酸などの緩衝液；アスコルビン酸及びメチオニンを含む抗酸化剤；保存剤（塩化オクタデシルジメチルベンジルアンモニウム；塩化ヘキサメトニウム；塩化ベンザルコニウム；塩化ベンゼトニウム；フェノール、ブチル又はベンジルアルコール；メチル又はプロピルパラベンなどのアルキルパラベン類；カテコール；レソルシノール；シクロヘキサノール；３－ペンタノール；及びｍ－クレゾールなど）；低分子量（約１０残基未満）ポリペプチド；血清アルブミン、ゼラチン又は免疫グロブリンなどのタンパク質；ポリビニルピロリドンなどの親水性ポリマー；グリシン、グルタミン、アスパラギン、ヒスチジン、アルギニン又はリジンなどのアミノ酸；グルコース、マンノース又はデキストリン類を含む単糖類、二糖類及び他の炭水化物；ＥＤＴＡなどのキレート剤；スクロース、マンニトール、トレハロース又はソルビトールなどの糖類；ナトリウムなどの塩形成性対イオン；金属錯体（例えばＺｎ－タンパク質錯体）；及び／又はポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などの非イオン性界面活性剤が挙げられる。本明細書における例示的な薬学的に許容可能な担体としては、可溶性中性活性ヒアルロニダーゼ糖タンパク質（ｓＨＡＳＥＧＰ）などの組織内薬物分散剤、例えばｒＨｕＰＨ２０（ＨＹＬＥＮＥＸ（登録商標）、Ｂａｘｔｅｒ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃ．）などのヒト可溶性ＰＨ－２０ヒアルロニダーゼ糖タンパク質が更に挙げられる。特定の例示的ＨＡＳＥＧＰ及び使用方法については、ｒＨｕＰＨ２０を含めて、米国特許出願公開第２００５／０２６０１８６号明細書及び同第２００６／０１０４９６８号明細書に記載されている。一態様において、ｓＨＡＳＥＧＰは、コンドロイチナーゼなどの１つ以上の追加のグリコサミノグリカナーゼと組み合わされる。

Ｂ．試験化合物スクリーニング
この本開示の細胞は、本明細書で提供される細胞の特徴に影響を及ぼす因子（溶媒、小分子薬物、ペプチド及びポリヌクレオチドなど）又は環境条件（培養条件又は操作など）のスクリーニングに使用することができる。

本開示の詳細なスクリーニング適用は、薬物研究における医薬化合物の試験に関する。概して、標準的なテキストであるＩｎ ｖｉｔｒｏ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ，１９９７）が読者の参考となる。本開示の特定の態様において、薬剤処理を受けたヘパトサイトは、これまで短期培養下のヘパトサイト細胞株又は初代ヘパトサイトに対して実施されているとおりの標準的な薬物スクリーニング及び毒性アッセイの供試細胞の役割を果たす。候補医薬化合物の活性の評価には、概して、本開示の特定の態様において提供される細胞を候補化合物と組み合わせること、化合物に起因し得る細胞の形態、マーカー表現型又は代謝活性の（未処理細胞又は不活性化合物で処理した細胞と比較した）任意の変化を決定すること、次に化合物の効果を観察された変化と相関付けることが関わる。スクリーニングは、化合物が肝細胞に薬理効果を及ぼすように設計されるという理由又は他の部分に効果を及ぼすように設計された化合物が意図しない肝臓副作用を有し得るという理由のいずれかで行われ得る。２つ以上の薬物を組み合わせて試験すると（細胞と同時に又は順次のいずれかで組み合わせることにより）、可能性のある薬物間相互作用効果を検出し得る。

一部の適用では、化合物は、初めに、肝毒性の可能性に関してスクリーニングされる（Ｃａｓｔｅｌｌ ｅｔ ａｌ．，１９９７）。まず、細胞生存能力、生存、形態及び培養培地中への酵素の漏出に及ぼす効果によって細胞毒性を決定し得る。化合物が毒性を生じることなく細胞機能（糖新生、尿素生成及び血漿タンパク質合成など）に影響を及ぼすかどうかを決定するため、更に詳細な分析が行われる。肝アイソザイム（Ｖ型）は、培養条件で安定しており、１２～２４時間のインキュベーション後、培養上清において再現性よく測定することが可能であるため、乳酸デヒドロゲナーゼ（ＬＤＨ）は、良好なマーカーである。ミトコンドリアグルタミン酸オキサロ酢酸トランスアミナーゼ及びグルタミン酸ピルビン酸トランスアミナーゼなどの酵素の漏出も用いることができる。Ｇｏｍｅｚ－Ｌｅｃｈｏｎ ｅｔ ａｌ．（１９９６）は、グリコーゲンを測定するマイクロアッセイについて記載しており、これは、医薬化合物がヘパトサイト糖新生に及ぼす効果の測定に用いることができる。

肝毒性を判定するための現行の他の方法としては、アルブミン、コレステロール及びリポタンパク質の合成及び分泌；抱合胆汁酸及びビリルビンの輸送；尿素生成；シトクロムＰ４５０レベル及び活性；グルタチオンレベル；α－グルタチオンＳ－トランスフェラーゼの放出；ＡＴＰ、ＡＤＰ及びＡＭＰ代謝；細胞内Ｋ＋及びＣａ２＋濃度；核マトリックスタンパク質又はオリゴヌクレオソームの放出；及びアポトーシスの誘導（細胞円形化、クロマチン凝縮及び核断片化が指標となる）の決定が挙げられる。ＤＮＡ合成は、［³Ｈ］－チミジン又はＢｒｄＵ取込み量として測定することができる。薬物がＤＮＡ合成又は構造に及ぼす効果は、ＤＮＡ合成又は修復を測定することによって決定され得る。［³Ｈ］－チミジン又はＢｒｄＵ取込み量、特に細胞周期中の予定外の時点におけるもの又は細胞複製に必要なレベルを上回るものは、薬物効果と一致する。望ましくない効果としては、中期の広がりによって決定される異常な姉妹染色分体交換率も挙げることができる。更なる詳細については、Ｖｉｃｋｅｒｓ（１９９７）が読者の参考となる。

Ｃ．肝臓療法及び移植
本開示は、恐らく急性、慢性又は遺伝性肝機能障害に起因するであろう、かかる療法を必要としている対象に対してある程度の肝機能を回復させるための、本明細書で提供されるヘパトサイトの使用も提供する。

本明細書で提供される細胞が治療適用に適合するかを決定するため、初めに、細胞を好適な動物モデルで試験することができる。１つのレベルでは、細胞は、生存し且つその表現型を維持するその能力に関してインビボで評価される。本明細書で提供される細胞は、免疫不全動物（ＳＣＩＤマウス又は化学的に若しくは照射によって免疫不全にされた動物など）に対して、腎被膜下、脾臓内又は肝小葉内など、それ以降の観察に適した部位に投与される。数日～数週間又はそれを超える期間が経った後に組織が回収され、多能性幹細胞などの出発細胞型がなおも存在するかどうかが評価される。これは、被投与細胞に検出可能標識（緑色蛍光タンパク質又はβ－ガラクトシダーゼなど）を提供することによるか；又は被投与細胞に特異的な構成的マーカーを測定することにより実施され得る。本明細書で提供される細胞がげっ歯類モデルで試験されるものである場合、被投与細胞の存在及び表現型は、ヒト特異的抗体を用いた免疫組織化学又はＥＬＩＳＡによるか、又はヒトポリヌクレオチド配列に特異的であるように増幅を生じさせるプライマー及びハイブリダイゼーション条件を用いたＲＴ－ＰＣＲ分析により評価することができる。ｍＲＮＡ又はタンパク質レベルでの遺伝子発現の評価に好適なマーカーは、本開示の他の部分に提供される。動物モデルでヘパトサイトの運命を決定することについての一般的な説明は、Ｇｒｏｍｐｅ ｅｔ ａｌ．（１９９９）；Ｐｅｅｔｅｒｓ ｅｔ ａｌ．（１９９７）；及びＯｈａｓｈｉ ｅｔ ａｌ．（２０００）に提供される。

別のレベルでは、本明細書で提供される細胞は、全肝機能を欠いている動物で肝機能を回復させるその能力に関して評価される。Ｂｒａｕｎ ｅｔ ａｌ．（２０００）は、ＨＳＶ－ｔｋ遺伝子に関してトランスジェニックのマウスにおける毒素誘導性肝疾患モデルを概説する。Ｒｈｉｍ ｅｔ ａｌ．（１９９５）及びＬｉｅｂｅｒ ｅｔ ａｌ．（１９９５）は、ウロキナーゼの発現による肝疾患モデルを概説する。Ｍｉｇｎｏｎ ｅｔ ａｌ．（１９９８）は、細胞表面マーカーＦａｓに対する抗体によって誘導される肝疾患を概説する。Ｏｖｅｒｔｕｒｆ ｅｔ ａｌ．（１９９８）は、Ｆａｈ遺伝子の標的化した破壊によってマウスの遺伝性チロシン血症Ｉ型モデルを開発した。この動物は、２－（２－ニトロ－４－フルオロ－メチル－ベンゾイル）－１，３－シクロヘキサンジオン（ＮＴＢＣ）の補給を与えることによって欠損からレスキューできるが、ＮＴＢＣを休薬すると肝疾患を発症する。急性肝疾患は、９０％の肝切除によってモデリングし得る（Ｋｏｂａｙａｓｈｉ ｅｔ ａｌ．，２０００）。急性肝疾患は、ガラクトサミン、ＣＣｌ４又はチオアセトアミドなどのヘパトトキシンで動物を処理することによってもモデリングされ得る。

肝硬変などの慢性肝疾患は、線維化を誘導するのに十分に長く亜致死量のヘパトトキシンで動物を処理することによってモデリングされ得る（Ｒｕｄｏｌｐｈ ｅｔ ａｌ．，２０００）。本明細書で提供される細胞が肝機能を再構成する能力の評価には、かかる動物に細胞を投与すること、次に病態の進行に関して動物をモニタしながら、１～８週間の期間又はそれを超えて生存を決定することが関わる。肝機能に及ぼす効果は、肝組織に発現するマーカー、シトクロムＰ４５０活性並びに血液指標、例えばアルカリホスファターゼ活性、ビリルビン抱合及びプロトロンビン時間など、並びに宿主の生存を判定することによって決定され得る。これらの判定基準のいずれかによるとき、生存、疾患進行又は肝機能の維持に改善があれば、それは、治療法の有効性に関係があり、更なる最適化につながり得る。

その代謝酵素プロファイルによって望ましい機能的特性を実証するか、又は動物モデルで有効性を実証する本開示の特定の態様に提供される細胞は、肝機能障害を有するヒト対象への直接的な投与にも好適であり得る。止血目的では、細胞は、循環に適切に到達できる任意の部位、典型的には腹腔内に投与することができる。一部の代謝及び解毒機能には、細胞が胆道に到達できることが有利である。従って、細胞は、肝臓（例えば、慢性肝疾患の処置において）又は脾臓（例えば、劇症肝不全の処置において）の近傍に投与される。１つの方法では、細胞は、留置カテーテルを通した注入によって肝動脈又は門脈のいずれかから肝循環中に投与される。門脈のカテーテルは、細胞が主に脾臓若しくは肝臓又は両方の組み合わせに流れ込むように操作することができる。別の方法では、細胞は、標的器官の近傍の腔に、典型的にはボーラスをその場に保持し得る賦形剤又はマトリックスにボーラスを置くことにより投与される。別の方法では、細胞は、肝葉内又は脾臓内に直接注射される。

本開示の特定の態様に提供される細胞は、肝機能を回復させるか又は補足する必要のある任意の対象の治療法に使用することができる。かかる治療法に適切であり得るヒト病態としては、任意の原因による劇症肝不全、ウイルス性肝炎、薬物性肝傷害、肝硬変、遺伝性肝機能不全（ウィルソン病、ジルベール症候群又はα１－アンチトリプシン欠乏症など）、肝胆道癌、自己免疫性肝疾患（自己免疫性慢性肝炎又は原発性胆汁性肝硬変など）及び肝機能障害を生じさせる任意の他の病態が挙げられる。ヒト療法について、用量は、概して、約１０⁹～１０¹²細胞、典型的には約５×１０⁹～５×１０¹⁰細胞であり、対象の体重、病気の性質及び重症度並びに被投与細胞の複製能に合わせて調整が行われる。処置様式及び適切な用量の決定に関する最終的な責任は、管理する臨床医にある。

Ｄ．肝臓支援装置における使用
本開示の特定の態様は、カプセル化されるか又はバイオ人工肝臓装置の一部である本明細書で提供される細胞を含む。様々な形態のカプセル化は、Ｃｅｌｌ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ，１９９９に記載されている。本開示の特定の態様に提供されるヘパトサイトは、インビトロ又はインビボのいずれでの使用向けにもかかる方法に従ってカプセル化することができる。

臨床使用向けのバイオ人工臓器は、肝機能障害を有する個体を支援するように － 長期療法の一部として支援するか、又は劇症肝不全と肝臓再構成若しくは肝移植との間の時間をつないで支援するかのいずれかで － 設計される。バイオ人工肝臓装置については、Ｍａｃｄｏｎａｌｄ ｅｔ ａｌ．（１９９９）によってレビューされており、米国特許第５，２９０，６８４号明細書、同第５，６２４，８４０号明細書、同第５，８３７，２３４号明細書、同第５，８５３，７１７号明細書及び同第５，９３５，８４９号明細書に例示されている。懸濁液タイプのバイオ人工肝臓は、透析プレート内にて懸濁されるか、好適な基材中にマイクロカプセル化されるか、又は細胞外マトリックスがコートされたマイクロキャリアビーズに取り付けられた細胞を含む。代わりに、ヘパトサイトは、充填床にある固体支持体上、多段式の平床、マイクロチャネルスクリーン上又は周囲を囲む中空糸キャピラリーに置くことができる。この装置は、対象の血液が通過する入口及び出口並びに場合により細胞に栄養素を供給するためのポートの別の組を有する。

細胞は、先述の方法のとおりに調製され、次に装置内のＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）又はコラーゲンのマトリックスなどの好適な基質上に播かれる。装置の有効性は、輸入管内の血液組成を輸出管内と － 輸入流から取り除かれた代謝産物及び輸出流中の新規に合成されたタンパク質の点で － 比較することにより評価され得る。

この種の装置を使用して、血液などの体液を解毒することができ、ここで、細胞が体液中の毒素を取り除く又は修飾することが許容される条件下において、本開示の特定の態様に提供されるヘパトサイトと体液を接触させる。解毒には、通常肝臓によって処理される少なくとも１つのリガンド、代謝産物又は他の化合物（天然又は合成のいずれも）を取り除くか又は改変することが関わることになる。かかる化合物としては、限定はされないが、ビリルビン、胆汁酸、尿素、ヘム、リポタンパク質、糖質、トランスフェリン、ヘモペキシン、アシアロ糖タンパク質、インスリン及びグルカゴンなどのホルモン並びに種々の小分子薬物が挙げられる。この装置を使用すると、アルブミン、急性期反応物質及び無負荷キャリアータンパク質などの合成タンパク質に関して輸出性体液を濃縮することもできる。この装置は、種々のこうした機能が果たされ、それによって必要とされるだけの数の肝機能が回復するように最適化することができる。治療的ケアのコンテクストでは、本装置は、肝細胞不全の患者から流れる血液を処理し、次にその血液が患者に戻される。

Ｅ．商業、治療及び研究目的での流通
一部の実施形態において、製造、流通又は使用における任意の時点で存在する、細胞を含む試薬システムが提供される。本キットは、本開示に記載される細胞の任意の組み合わせを、多くの場合に同じゲノムを共有する未分化多能性幹細胞又は他の分化細胞型との組み合わせで含み得る。各細胞型は、一緒に包装されるか、又は同じ施設で別個の容器に包装されるか、又は異なる場所で、同じ又は異なる時点で、同じ実体又はビジネス上の関係を共有する異なる実体の管理下で包装され得る。医薬組成物は、任意選択で、機構的毒性学など、所望の目的に関する説明文書と共に好適な容器に包装され得る。

一部の実施形態において、例えば、細胞の作製のための１つ以上の培地及び成分を含み得るキットが提供される。この試薬システムは、適切な場合、水性媒体中又は凍結乾燥形態のいずれでも包装され得る。本キットの容器手段としては、概して、成分を入れることのできる少なくとも１つのバイアル、試験管、フラスコ、ボトル、シリンジ又は他の容器手段が挙げられることになり、好ましくは好適にアリコートに分けられる。キットに２つ以上の成分がある場合、本キットは、概して、追加の成分が別個に入れられ得る第２、第３又は他の追加の容器も含むことになる。しかしながら、バイアルには、成分の様々な組み合わせが含まれ得る。キットの成分は、１つ又は複数の乾燥粉末として提供され得る。試薬及び／又は成分が乾燥粉末として提供される場合、粉末は、好適な溶媒を加えることによって再構成され得る。溶媒も別の容器手段に提供され得ることが想定される。本開示のキットは、典型的には、市販用に１つ又は複数のキット成分を厳重に密封した状態で収容する手段も含むことになる。かかる容器としては、所望のバイアルを保持する射出成形又はブロー成形プラスチック容器を挙げることができる。本キットは、印刷された形式又は電子形式、例えばデジタル形式などの使用説明書も含むことができる。

以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を実証するために含まれる。当業者は、以下の実施例に開示される技法が、本発明の実施において良好に機能することが本発明者によって発見された技法に相当し、従ってその実施の好ましい態様を構成すると見なされ得ることを理解するはずである。しかしながら、当業者は、本開示を踏まえ、開示されている具体的な実施形態に対する多くの変更形態がなされ得、それらがなおも本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく同様の又は類似した結果を達成し得ることを理解するはずである。

実施例１ － ヘパトサイト分化プロセスの開発及び特徴付け
ヘパトサイト分化のプロセスにおける幾つかのステップを試験し、細胞マーカー及び細胞形態によって評価したときに成熟しているヘパトサイトの作製に最適化した。

ヘパトサイトを作製するための分化プロセスは、ｉＰＳＣからＤＥ細胞への分化後、それを誘導してヘパトブラストを形成させて、次にヘパトサイトに分化させることを含む。

ｉＰＳ細胞を低酸素条件下（５％Ｏ２）でＥ８培地中のＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）に維持し、０．５ｍＭ ＥＤＴＡを用いて約４～５日毎に分割した。ｉＰＳＣ培養物を約１０継代にわたって低酸素に順化させた後、ヘパトサイト分化を開始した。ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）をコートした６ウェルプレート又はＴ１５０フラスコに出発ｉＰＳ細胞培養物を１５～２０ｋ／ｃｍ²で播種した。播種から２日後、培地をプレコンディショニング培地（ＰＣＭ）に交換し、２～３日にわたって毎日補給した。アクチビンを含有する培地（ＤＥ ０日目培地、Ｔ０培地とも称される）に細胞を置くことにより、内胚葉誘導を実施した。１～２日目、アクチビンを含有するＤＥ １～２日目培地（Ｔ１－Ｔ２培地とも称される）に培地を交換し、その後、２日間にわたって低濃度のＢＭＰ４、ＶＥＧＦ及びＦＧＦ２を加えた。３～９日目、アクチビン、ＢＭＰ４及びＶＥＧＦを補充された基本培地ＳＦＤを含むＤＥ ３～９日目（Ｔ３－Ｔ６培地とも称される）に培地を交換した。１０日目、培養物のサンプリングを実施して、染色により胚体内胚葉細胞の割合を見た。温かいＴｒｙｐＬＥを使用して細胞を３７℃で５～７分間個別化し、クエンチした。表面染色を実施して、Ｔｒａ１８１、ＣＸＣＲ４、ＣＤ１１７のレベルをフローサイトメトリーによって定量化した。中内胚葉誘導因子ＢＭＰ４、ＶＥＧＦ、ＦＧＦをデキサメタゾン、ＤＭＳＯ、肝細胞増殖因子及びＦＧＦと共に含有するヘパトサイト誘導第１段階培地に培養物を移し、６日の期間にわたって胚体内胚葉細胞からヘパトブラストへの変換を促した。１６日目まで、４８時間毎に細胞に新鮮なヘパトサイト誘導培地を補給した。１７日目、ＴｒｙｐＬＥを使用して培養物全体を回収した。次に、回収された細胞を凍結保存した。凍結保存は、スピン後に上清培地を吸引することにより実施し、細胞ペレットをＢａｍｂａｎｋｅｒ溶液に５００万～１０００万細胞／ｍＬで再懸濁し、コントロールレートフリーザーにおいて一定に冷却した後、続いて液体窒素に貯蔵した。

代わりに、細胞が個別化されている細胞懸濁液を凝集塊形成のための培地に置いた。細胞を第２段階ヘパトサイト分化培地＋ブレビスタチンに置いた。凝集塊形成は、０．２５×１０⁶細胞／ｍＬの密度で開始した。細胞は、静止条件下でＴ７５ ＵＬＡフラスコに入れるか、又は低酸素条件下でスピナーフラスコに入れた。１８日目、第２段階＋ＣＨＩＲ９９０２１培地に培地を交換し、１日おきに２４日目まで補給した。２０日目、培養物を低酸素条件から正常酸素条件に移した。２３日目、染色分析のために培養物のサンプリングを実施した。温かいＴｒｙｐＬＥを使用して凝集塊を３７℃で５～７分間消化させて、クエンチした。単一細胞をＬｉｖｅ／Ｄｅａｄ Ｒｅｄによって室温で１５分間処理した後、４％ＰＦＡ溶液によって室温で１５分間固定した。細胞内染色によるＡＡＴ、ＡＳＧＰＲ、アルブミン及び対応するアイソタイプのレベルの定量化をフローサイトメトリーで実施した。２５日目、分化プロセスの第２段階終了時に培養物を回収し、凍結保存した。これがＡＡＴ陽性ヘパトサイトの凍結保存を提供する。ＡＡＴの細胞内発現は、ＣＤ１３３の表面発現と相関する。この特徴により、ヘパトサイト分化の第２段階終了時にＣＤ１３３陽性細胞を磁気選別して、純粋なＡＡＴ陽性ヘパトサイト集団を凍結保存するという選択肢が可能になる。第２段階終了ヘパトサイトの凍結保存は、消化後の細胞ペレットをＢａｍｂａｎｋｅｒ溶液に５００万～２０００万細胞／ｍＬで再懸濁することにより実施し、コントロールレートフリーザーにおいて一定に冷却した後、続いて液体窒素に貯蔵した。第２段階ヘパトサイトの凍結保存には、プロテアーゼ阻害薬及びＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）のようなＥＣＭの添加を含めることができる。

第１段階終了時に凍結保存した細胞は、Ｉ型コラーゲンをコートしたプレート上で解凍することができる。第１段階細胞を第２段階、次に第３段階に１６～１８日間の培養で成熟させることにより、成熟ヘパトサイトを生じさせた。第３段階の成熟では、Ｉ型コラーゲンをコートしたプレート上に第２段階終了細胞を置き、プレーティング後８～１０で、古典的な敷石状の多角形形態を有する成熟ＡＡＴ／アルブミン陽性発現成熟ヘパトサイトの存在を可視化することができる。

この最適化したヘパトサイト分化プロセスを導き出すため、幾つかの実験を実施した。第一に、本ヘパトサイト分化方法の種々の段階でＧＳＫ３阻害薬ＣＨＩＲ９９０２１の効果を評価した。成長因子の非存在下及び基本非ｉＰＳＣ培地でＣＨＩＲプレコンディショニングを実施した。

このプレコンディショニングは、ＴＲＡ１－８１染色並びに多能性遺伝子ＰＯＵ５Ｆ１（転写因子ＯＣＴ４をコードする遺伝子）及びＮＡＮＯＧの発現の劇的低下からも明らかなとおり、細胞が多能性状態から抜け出すことを増進することにおいて特に価値があることが観察された。この低下に付随した良好なＤＥ誘導レベルは、ＤＥマーカーＣＸＣＲ４及びＣＤ１１７のフローサイトメトリー染色によって示された（図６）。

次のステップは、ｉＰＳＣのＣＨＩＲプレコンディショニングの最適なタイミングを決定し、プレコンディショニングが分化の第２段階及び第３段階でＤＥ、ヘパトブラスト及びヘパトサイトの出現に及ぼす影響を確かめることであった。ＤＥ誘導前にＣＨＩＲ９９０２１を加えると、ヘパトサイト増殖及び分化効率が増進することが観察された。第１段階中にＣＨＩＲ９９０２１を導入しても良い効果がないことが分かった一方、それを第２段階中に導入すると、細胞増殖に有益な効果があり、且つ細胞形態に悪影響がないことが示された。

ヘパトサイト分化の途中でＣＨＩＲ９９０２１を補充すると、分化プロセスの収量及び効率が増加するかを調べた。ＣＨＩＲの補充は、ヘパトブラストからヘパトサイトへの移行時の細胞増殖を増進するのに有効であると判明した。更に、細胞数が増加しても、ＡＡＴ陽性細胞の出現によって特徴付けられるとおりの細胞の肝臓表現型に支障が出ることはなかった。ＣＨＩＲによるプレコンディショニングを経た細胞では、ＤＥから肝臓系統への円滑な移行が明らかとなり、第２段階終了（ＥｏＳ２）までに高純度の肝臓マーカーα１アンチトリプシン（ＡＡＴ）（図９）及びアシアロ糖タンパク質受容体（ＡＳＧＰＲ１）（図１０）を呈した。

凝集塊形成の最適な時点を決定するため、分化成績の効果を評価した。第１段階終了時の凝集塊形成によって凝集タイミングをプロセス途中とすると、最も高いＡＡＴ純度の細胞集団が生じることが分かった。

次に、成長因子濃度の効果を評価した。分化中に使用するＨＧＦ濃度を下げ、同時にＥＧＦを除き、ＶＥＧＦのタイミングを変えても、分化成績に悪影響はない。

最後に、第３段階成熟培地にＴＧＦβ及びＮＯＴＣＨ阻害薬を加えると、アルブミン発現が増進し、ヘパトサイト形態が現れることが分かった。

ＨＮＦ４Ａレベルの定量化：ヘパトサイト分化中の核内受容体ＨＮＦ４Ａの遺伝子発現を調べた。この受容体は、多くの肝臓過程の鍵となる調節因子であり、肝発生にはその発現が必須である。ＨＮＦ４Ａをコードする遺伝子は、Ｐ１及びＰ２と呼ばれる２つの個別のプロモーターの転写制御下にある。Ｐ１転写物は、成熟度の高いヘパトサイトに特徴的である一方、Ｐ２転写物は、胎児ヘパトサイトに特徴的である。このプロトコルによって作製されるヘパトサイトでは、第１段階終了（ＥｏＳ１）までにＰ１転写物が優勢となる。注目すべきことに、このＨＮＦ４Ａ転写プロファイル － ｍＲＮＡレベル及びＰ１／Ｐ２転写物比 － は、成人ヒト肝と類似していた（図１２）。

生存最終段階ヘパトサイトの形態及び機能分析：第２段階終了時、コラーゲンをコートしたプレート上に播種すると、このプロトコルによって作製されるヘパトサイトは、顕著な核及び位相差像上明るい境界を伴う敷石形状によって特徴付けられる適切なヘパトサイト形態を呈した。ヘパトサイトの別の重要な形態学的特徴である二核細胞も観察された（図１３）。更に、細胞を色素ＣＤＦＤＡで染色したところ（図１４）、それらの細胞は、ヘパトサイトのもう１つの鍵となる特徴である機能性の毛細胆管を形成したことが示された。

最終第３段階ヘパトサイト生存培養物の分析：最後に、分化したヘパトサイトは、そのＡＡＴ純度を保ちながら、高レベルのアルブミン純度（６５％超）に達した。ＡＡＴ及びアルブミンの割合は、第３段階分化の７及び１４日目に定量化した。

ＣＤ１３３（別名プロミニン－１又はＡＣ１３３）は、ペンタスパン膜タンパク質のプロミニンファミリーの中で最初に同定されたメンバーであった。ＣＤ１３３は、脳癌、腎癌、前立腺癌、膵癌、皮膚癌及び肝細胞癌を含むマウス又はヒト組織の造血前駆細胞並びに上皮及び非上皮前駆細胞に発現する。ＡＡＴは、ヘパトサイト精製のための細胞内マーカーであるため、ヘパトサイト培養物の濃縮及び続く精製に役立つであろう代用細胞表面マーカーに関してスクリーニングする研究を実施した。幾つかの異なる細胞株において、ヘパトサイト分化の第２段階終了時、ＣＤ１３３表面マーカーは、ＡＡＴ＋細胞と共染色する（図２１Ａ、図２１Ｂ）。ＡＡＴ＋細胞が全てＣＤ１３３＋であったことから、従ってＣＤ１３３を使用してＡＡＴ低発現の株を精製し、夾雑細胞をほぼ除去することができた。

このように、ｉＰＳＣをヘパトサイト分化に向けてプレコンディショニングし得ることが分かり、これは、細胞をＧＳＫ３阻害薬の存在下で培養して、細胞が多能性状態を抜け出すことを促進し、下流分化を改善することにより、細胞を胚体内胚葉（ＤＥ）細胞に分化するようにプレコンディショニングすることによって行われた。初めに、ｉＰＳＣは、内胚葉誘導培地でＤＥ細胞に分化することができる。ｉＰＳＣは、ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）など、二次元培養で培養され得、次に第１段階の終了時にＤＥ細胞が三次元凝集培養に移され得る。ヘパトブラストの誘導及びヘパトサイトへの分化を含む本プロセスの第２段階中、細胞は、ＧＳＫ３阻害薬の存在下で培養され得る。第３段階において、ヘパトサイトは、細胞形態の向上のため、ＴＧＦβ阻害薬及びγ－セクレターゼ阻害薬の存在下で成熟させることができる。

ヘパトサイト／ＭＳＣ共培養研究：パイロット実験を行い、ヘパトサイトとＭＳＣとを共培養する効果を調べた。ＮＡＳＨ株０１Ｄ１からＭＳＣバンクを作成した（表１）。ＭＳＣをヘパトサイト培地に順応させることに成功し、次に０１Ｄ１株からのヘパトサイト上に様々な密度で播いた。この実験は、第３段階培地±ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴで培養した細胞で行った。本発明者らは、ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴの非存在下において、全ての培養物 － ヘパトサイト単独又はヘパトサイト／ＭＳＣ共培養 － が形態学的に損なわれており、対照と比較してＡＡＴ及びＡＬＢの純度が低下していることを見出した。これと一致して、ＥＬＩＳＡによって測定した上清中のＡＬＢ分泌も減少した。しかしながら、ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴの存在下では、ヘパトサイト／ＭＳＣ共培養は、適切な形態を維持したのみならず（図６）、その高いＡＡＴ純度も維持し、ＡＬＢ純度及び分泌の大幅ではないが顕著な増加を示したことが観察された。これは、ＭＳＣと共培養すると、ヘパトサイト成熟が促進され得ることを示唆している。この種の調査は、ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴを補充された株対応ＭＳＣ馴化培地を使用したヘパトサイトの成熟にまで広げ得る。

分化第２段階における凍結保存ヘパトサイトの解凍及び解凍後の第３段階ヘパトサイトへの成熟：第２段階終了時の凍結保存ヘパトサイトを第３段階培地中で解凍した。Ｉ型コラーゲンをコートしたプレート上にｒｏｃｋ阻害薬の存在下でスピンなしに細胞を播いた。プレーティング後２４時間が経過したところで培地を穏やかに交換した。成熟培地は、ＳＢ／ＤＡＰＴ又はＳｒｃキナーゼ阻害薬を含有し、細胞を更に８～１０日間、４８時間毎に培地を交換しながら分化させた。最終段階の細胞について、ヘパトサイト形態並びにフローサイトメトリーによって定量化されるＡＡＴ及びアルブミン発現の存在を分析した。

予備的データから、ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴの代わりにＰＰ１を代用すると、ヘパトサイトの成熟が促進されることが明らかになった。図２３は、形態を示し、図２４は、解凍後の培養物の純度を示す。

肝オルガノイドの作成：肝オルガノイド培養物を模倣するように設計した、ヘパトサイト及び他の肝臓関連細胞型 － 具体的にはマクロファージ、ＭＳＣ及び内皮細胞 － からなる凝集塊を構築し、５～１０日間維持した。凝集塊は、１μＭのＨ１１５２を補充されたヘパトサイト第３段階培地（表２）中に構築し、ここで、ヘパトサイト以外の細胞は、共培養の開始前に第３段階培地への順応を経た。共培養開始のため、第１段階終了細胞ヘパトサイトを凍結保存から回復させて、１μＭのｒｈｏキナーゼ（ｒｏｃｋ）阻害薬Ｈ１１５２を補充された第２段階培地（表２）に５００，０００細胞／ｍＬで凝集させた。２４時間後、３μＭ ＣＨＩＲ９９０２１を含有する第２段階培地に培地を交換した。細胞は、第２段階培地に合計８日間維持し、最初の４日間にわたって低酸素条件下、次の４日間にわたって正常酸素下とした。凍結保存されたマクロファージを低接着性プレート内の無血清の規定された（ＳＦＤ）培地に約１００，０００細胞／ｃｍ²で播き、培養物に第３段階培地（１日おきに６ｗｐの１ウェル当たり２ｍＬ）を加えることにより、ヘパトサイト第３段階培地（ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴ又はＰＰ１のいずれか不含）にゆっくりと順化させた。同様に、凍結保存されたＭＳＣを標準的な組織培養プレート上のＭＳＣ培地（各５０ｎｇ／ｍＬのＰＤＧＦ－ＢＢ及びｂＦＧＦを含有するＳＦＤ）に５０，０００細胞／ｃｍ²で解凍した。細胞は、解凍後１日目から開始してＭＳＣ培地に対する第３段階培地の比率を増加させることにより（１日目７５％ＭＳＣ／２５％第３段階、２日目５０％ＭＳＣ／５０％第３段階、３日目２５％ＭＳＣ／７５％第３段階、４～７日目１００％第３段階）、ヘパトサイト第３段階培地（ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴ又はＰＰ１のいずれか不含）に７日間順応させた。凍結保存された内皮細胞を解凍し、フィブロネクチン（２μｇ／ｃｍ²）をコートした組織培養プレート上の内皮細胞培地（各５０ｎｇ／ｍＬのＶＥＧＦ及びｂＦＧＦを含有するＳＦＤ）に約２５，０００細胞／ｃｍ²で播いた。細胞は、５０ｎｇ／ｍＬ ＶＥＧＦ及び５０ｎｇ／ｍＬ ＦＧＦを含有する無血清の規定された（ＳＦＤ）内皮細胞培地に対する第３段階培地の比率を増加させることにより、ヘパトサイト第３段階ヘパトサイト培地に７日間順応させた。細胞は、解凍後１日目から開始して内皮培地に対する第３段階ヘパトサイト培地の比率を増加させることにより（１日目７５％内皮細胞培地／２５％第３段階、２日目５０％内皮細胞培地／５０％第３段階、３日目２５％内皮細胞培地／７５％第３段階、４～７日目１００％第３段階）、ヘパトサイト第３段階培地（ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴ又はＰＰ１のいずれか不含）に７日間順応させた。ヘパトサイト凝集塊形成後８日目、ヘパトサイト凝集塊を０．５％トリプシン－ＥＤＴＡによって３７℃で７分間解離した。同時に、マクロファージ、ＭＳＣ及び内皮細胞をＴｒｙｐＬＥ Ｓｅｌｅｃｔ（３７℃で５～７分）によって解離した後、続いて洗浄し、細胞懸濁液をスピンし、生存細胞濃度を決定した。全ての細胞型をヘパトサイト第３段階培地（ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴ又はＰＰ１不含）に１，０００，０００細胞／ｍＬとなるように懸濁した。次に、細胞を１：０．５：２：０．２のヘパトサイト：マクロファージ：ＭＳＣ：内皮細胞比で超低付着性（ＵＬＡ）丸底９６ウェルプレートに播いた。全ての凝集塊条件において（図２８Ａ）、１ウェル当たりの総細胞数は、一定に保たれた。次に、細胞を２００ｇで３分間ペレット化し、２μＭ Ｈ１１５２、０．６ｍｇ／ｍＬ ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）及びＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴ（それぞれ２０μＭ／４μＭ）又はＰＰ１（１０μＭ）のいずれかを含有する等容積の第３段階培地に、化合物の終濃度が１μＭ Ｈ１１５２、０．３ｍｇ／ｍＬ ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）及び１０μＭ ＳＢ４３１５４２／２μＭ ＤＡＰＴ又は５μＭ ＰＰ１のいずれかとなるように重層した。次に、細胞を再び２００ｇで３分間ペレット化し、正常酸素インキュベーターに置いた。１日おきに、凝集塊を乱さないようにしながら培地の５０％を取り除き、ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴ又はＰＰ１のいずれかを含有する等量の第３段階培地を補充することにより、培地を交換した。

リピドーシスアッセイ：ｉＰＳＣ由来のヘパトサイト：第３段階終了時の２．０３８、５４Ａ（両方とも正常）、０１Ｄ１及び０２Ｅ１（両方ともＮＡＳＨ）株を細胞内リピドーシス誘導アッセイに供した。ヘパトサイト分化の第２段階終了時、凝集塊を０．５％トリプシン－ＥＤＴＡを使用して３７℃で７分間解離し、１０％ＦＢＳを補充されたＩＭＤＭ培地でクエンチした。次に、細胞を２００ｇで３分間ペレット化し、Ｉ型コラーゲンをコートしたプレートに２００，０００細胞／ｃｍ²で播種し、第３段階培地（表２）にリピドーシス誘導前の４～５日間、１日おきに培地を交換しながら維持した。代わりに、細胞を第１段階終了時にＴｒｙｐＬＥ Ｓｅｌｅｃｔによって３７℃で５～７分間解離し、１０％ＦＢＳを補充されたＩＭＤＭ培地でクエンチした。次に、細胞を２００ｇで３分間ペレット化し、Ｉ型コラーゲンをコートしたプレートに１００，０００細胞／ｃｍ²で播種し、低酸素条件下に置いた。細胞を第２段階＋ＣＨＩＲ９９０２１培地（表２）に８日間、１日おきに培地を交換しながら維持した。第２段階分化の４日目、細胞を正常酸素条件下に置いた。８日後、細胞を２Ｄプレーティング条件で第３段階培地に切り替えた。リピドーシス誘導のため、第３段階培地で希釈した５０～６００μＭ脂肪酸、リノール酸又はオレイン酸－リノール酸混合物によって細胞を正常酸素条件下３７℃で２４時間処理した。細胞をＤＰＢＳで２回洗浄し、４％ＰＦＡによって室温で２０分固定した。ＤＰＢＳで３回洗浄した後、０．１％トリトンＸ含有ＤＰＢＳ中に１μｇ／ｍＬ Ｂｏｄｉｐｙ ４９３／５０３、アクチン－５５５及びＤＡＰＩを含有する溶液によって細胞を暗所下室温で２０分間染色し、続いてＤＰＢＳで３回洗浄した。脂肪滴、細胞マトリックス及び核を染色し、それぞれハイコンテント共焦点顕微鏡のＦＩＴＣ（脂質）、テキサスレッド（アクチン－５５５）及びＤＡＰＩ（核）フィルタによって取得した。画像は、２０倍の拡大倍率で取得し、続いてＭｅｔａＸｐｒｅｓｓソフトウェアを使用した定量化分析に供した。１細胞当たりのリピドーシスは、１細胞当たりのリピドーシス＝ＦＩＴＣの積分強度の合計／総核数によって計算した。

凍結保存した第１段階終了ヘパトブラスト又は胚体内胚葉（ＤＥ）細胞からの最終段階ヘパトサイトの作成：凍結保存したヘパトブラスト（第１段階終了細胞）を解凍し、低酸素条件下ｒｏｃｋ阻害薬Ｈ１１５２（１μＭ）の存在下で第２段階ヘパトサイト培地中に５００，０００細胞／ｍＬで凝集塊を形成させた。２４時間後、培地を第２段階＋ＣＨＩＲ９９０２１（表２、第２段階培地＋３μＭ ＣＨＩＲ９９０２１）に交換した。凝集塊を第２段階＋３μＭ ＣＨＩＲ９９０２１培地に８日間、１日おきに培地を交換しながら維持した。４日目、第２段階培地の存在下で凝集塊を正常酸素条件に置いた。８日目、凝集塊を第３段階ヘパトサイト培地に切り替え、５～１０日間培養して成熟させて、様々な最終段階アッセイを実施するため凝集塊を回収した。代わりに、凝集塊は、第２段階終了時に０．５％トリプシン－ＥＤＴＡ（３７℃で約７分）を使用して解離し、ｒｏｃｋ阻害薬（Ｈ１１５２、１μＭ）の存在下において、Ｉ型コラーゲンをコートしたプレート上の第３段階培地（表２）に播くこともできる。２４時間後、細胞を２Ｄフォーマットで第３段階ヘパトサイト培地（表２）において更に７～１０日間、１日おきに培地を交換しながら培養することができる。最終段階２Ｄ細胞は、ヘパトサイトに関する様々なエンドポイントアッセイに使用することができる。

凍結保存した胚体内胚葉（ＤＥ）細胞からの第３段階終了ヘパトサイトの作成：凍結保存ＤＥ細胞を解凍し、ｒｏｃｋ阻害薬（Ｈ１１５２、１μＭ）の存在下、低酸素条件下において、ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）をコートしたプレート上のＴ３－Ｔ６培地（表２）に１００，０００細胞／ｃｍ２で播いた。２４時間後、培地をｒｏｃｋ阻害薬のないＴ３－Ｔ６に交換し、この培地に更に１～２日間維持した後、第１段階ヘパトサイト培地（表２）に交換した。細胞は、低酸素条件下で第１段階ヘパトサイト培地に６日間、１日おきに培地を交換しながら維持した。６日後、細胞をＴｒｙｐＬＥによって３７℃で５～７分間解離し、クエンチし、洗浄し、超低接着性（ＵＬＡ）静止ベッセル又はスピナーフラスコに置いて、３Ｄ凝集塊を８日間、１日おきに培地を交換しながら生じさせた。４日目、凝集塊を第２段階培地の存在下で正常酸素条件に置いた。８日目、凝集塊を第３段階ヘパトサイト培地に切り替え、５～１０日間培養して成熟させて、様々な最終段階アッセイを実施するため凝集塊を回収した。最終段階α１－アンチトリプシン（ＡＡＴ）及びアルブミン発現をフローサイトメトリーによって定量化した。典型的な結果を表３に示す。

予備的データから、ＳＢ４３１５４２／ＤＡＰＴの代わりにＰＰ１を代用すると、ヘパトサイトの成熟が促進されることが明らかになった。図２３は、形態を示し、図２４は、解凍後の培養物の純度を示す。ＰＰ１は、ＭＳＣ、マクロファージ及び内皮細胞の存在下でヘパトサイトの成熟も増強した。

生存最終段階ヘパトサイトを使用したリピドーシスデータから、ＮＡＳＨ特異的ヘパトサイトにおける自然発症リピドーシスの症状発現が明らかになった（図２７）。この結果は、ｉＰＳＣ由来ヘパトサイトを使用して脂肪肝表現型をモデリングする際の測定可能な表現型の見本となる。この特徴は、薬剤開発及びスクリーニング適用のための他のインビトロＮＡＳＨ特異的アッセイで補足することができる。

３Ｄ肝オルガノイドの開発のため、正常ｉＰＳＣ及びＮＡＳＨ特異的ｉＰＳＣに由来する最終段階ヘパトサイトの共培養を間葉系幹細胞、同質遺伝子型マクロファージ、同質遺伝子型内皮細胞と組み合わせることができる（図２８Ａ～図２８Ｃ）。

ヘパトサイトを補助的細胞型と併せる３Ｄ共培養は、ヘパトサイトの成熟及び機能（図２８Ｄ）、線維症の疾患モデリング、オミクスベースの分析及びハイスループットスクリーニング適用を増強し、且つＮＡＳＨのための薬剤開発に用いることができる。

本明細書に開示及び特許請求される方法の全ては、本開示を踏まえれば、過度の実験を行うことなく作製及び実行することができる。本発明の組成物及び方法が、好ましい実施形態の観点で記載されているが、それらの方法に対して且つ本明細書に記載される方法のステップ又はステップの順序において、本発明の概念、趣旨及び範囲から逸脱することなく変形形態を適用し得ることが当業者に明らかであろう。より具体的には、化学的にも生理学的にも関連性のある特定の薬剤は、同じ又は類似の結果を実現しつつ、本明細書に記載される薬剤を代替し得ることが明らかであろう。当業者に明らかなかかる類似の代替形態及び修正形態の全ては、添付の特許請求の範囲によって定義されるとおりの本発明の趣旨、範囲及び概念の範囲内にあると見なされる。
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国際公開第２００１０１４４２４号パンフレット
国際公開第２００９／１０１６１１号パンフレット
国際公開第２００９／１１４３３５号パンフレット
国際公開第２０１０／０２７８２７号パンフレット
国際公開第２０１１／０６６３４２号パンフレット
国際公開第２０１５０１６７１８号パンフレット
国際公開第００／３７５０４号パンフレット
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米国特許第４，８７０，２８７号明細書
米国特許第５，２８８，６４４号明細書
米国特許第５，７３９，１６９号明細書
米国特許第５，７６０，３９５号明細書
米国特許第５，８０１，００５号明細書
米国特許第５，８２４，３１１号明細書
米国特許第５，８３０，８８０号明細書
米国特許第５，８４４，９０５号明細書
米国特許第５，８４６，９４５号明細書
米国特許第５，８６９，２４５号明細書
米国特許第５，８８５，７９６号明細書
米国特許第６，２０７，１５６号明細書
米国特許第８，００８，４４９号明細書
米国特許第８，０１７，１１４号明細書
米国特許第８，１１９，１２９号明細書
米国特許第８，１８８，１０２号明細書
米国特許第８，３２９，８６７号明細書
米国特許第８，３５４，５０９号明細書
米国特許第８，７３５，５５３号明細書
米国特許出願公開第２００４／００１４０９５号明細書
米国特許出願公開第２００５／０２６０１８６号明細書
米国特許出願公開第２００６／０１０４９６８号明細書
米国特許出願公開第２０１１０００８３６９号明細書
米国特許出願公開第２０１３００７１４５２号明細書
米国特許出願公開第２０１４０２２０２１号明細書
米国特許出願公開第２０１４０２９４８９８号明細書
Ｕｎｄｅｒｈｉｌｌ ｅｔ ａｌ．，Ｇｅｎｏｍｅ Ｒｅｓ．７：９９６－１００５（１９９７）．
Ｙａｎｇ ｅｔ ａｌ．，Ｉｎｔ Ｊ Ｃａｎｃｅｒ ２０１６．
Ｙａｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．，Ｓｃｉ Ｔｒａｎｓｌ Ｍｅｄ ５（２１６）：２１６ｒａ１７７，２０１３．
Ｚｉｍｍｅｒｍａｎ ｅｔ ａｌ．，Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．，３：３９－４２，１９９２．

Claims (24)

1. ヘパトサイトを作製する方法であって、
   （ａ）ＧＳＫ３阻害薬の存在下で人工多能性幹細胞（ｉＰＳＣ）を培養して、プレコンディショニングされたｉＰＳＣを提供することと；
   （ｂ）前記プレコンディショニングされたｉＰＳＣを胚体内胚葉（ＤＥ）細胞に分化させることであって、ＤＥ細胞に分化させることが、アクチビンＡを含む第１の内胚葉誘導培地（ＥＩＭ）、ＢＭＰ４、ＶＥＧＦ及びｂＦＧＦを含む第２のＥＩＭ並びにＶＥＧＦ及びＤＭＳＯを含む第３のＥＩＭで前記ｉＰＳＣを順次培養することを含むこと；
   （ｃ）前記ＤＥ細胞を培養して、ヘパトブラストの形成を誘導することと；
   （ｄ）前記ヘパトブラストをヘパトサイトに分化させることと
   を含む方法。
2. 前記ｉＰＳＣは、１～３日間にわたってプレコンディショニングされる、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＧＳＫ３阻害薬は、ＣＨＩＲ９９０２１、ＢＩＯ、ＳＢ２１６７６３、ＣＨＩＲ９８０１４、ＴＷＳ１１９、ＳＢ４１５２８６及びチデグルシブである、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ｉＰＳＣは、本質的にアスコルビン酸を含まない培地でプレコンディショニングされる、請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
5. ステップ（ａ）～（ｄ）の１つ以上は、規定された無血清培地の条件、異種成分不含条件、フィーダー細胞不含条件及び／又は馴化培地不含条件下で実施される、請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記ＤＥ細胞は、ＣＸＣＲ４、ＣＤ１１７、ＦＯＸＡ１、ＦＯＸＡ２、ＥＯＭＥＳ及び／又はＨＮＦ４αについて陽性である、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
7. ステップ（ｃ）は、ＨＧＦ、ＢＭＰ４、ＦＧＦ１０、ＦＧＦ２、ＶＥＧＦ、ＥＧＦ、デキサメタゾン及び／又はＤＭＳＯを含むヘパトサイト誘導培地（ＨＩＭ）でＤＥ細胞を培養することを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
8. ステップ（ｃ）とステップ（ｄ）の間に、ヘパトブラストを誘導した後に凝集塊を形成させることを含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
9. ステップ（ａ）及び（ｂ）において、本質的に凝集塊が形成されない、請求項８に記載の方法。
10. 前記ｉＰＳＣは、細胞外マトリックス上で培養される、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記細胞外マトリックスは、マウスエンゲルブレス・ホルム・スウォーム腫瘍から精製された基底膜抽出物（ＢＭＥ）である、請求項１０に記載の方法。
12. 前記細胞外マトリックスは、ＭＡＴＲＩＧＥＬ（登録商標）、ＧＥＬＴＲＥＸ（商標）、コラーゲン又はラミニンである、請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 前記ヘパトブラストは、ステップ（ｄ）前に消化される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の方法。
14. ヘパトサイトへ分化させることは、ｂＦＧＦ、ＨＧＦ、オンコスタチンＭ及びＤＭＳＯを含むヘパトサイト分化培地（ＨＤＭ）で前記ヘパトブラストを培養することを含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記ＨＤＭは、ＧＳＫ３阻害薬を更に含む、請求項１４に記載の方法。
16. ステップ（ａ）～（ｃ）は、低酸素条件下で実施される、請求項１～１５のいずれか一項に記載の方法。
17. ステップ（ｄ）は、第１の分化期間にわたって低酸素条件下において、且つ第２の分化期間にわたって正常酸素条件下において前記ヘパトブラストを培養することを含む、請求項１～１６のいずれか一項に記載の方法。
18. デキサメタゾン及びオンコスタチンＭを含む成熟培地で前記ヘパトサイトを培養することを更に含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 前記ヘパトサイトは、成熟中にコラーゲン上で培養される、請求項１８に記載の方法。
20. 前記成熟培地は、ＳＲＣキナーゼ阻害薬、ＥＰＯ、ＴＧＦβ阻害薬、ＭＥＫ阻害薬、γ－セクレターゼ阻害薬、ＥＰＯ、ＩＧＦ１、ＩＧＦ２及び／又はＴＧＦαを更に含む、請求項１８又は１９に記載の方法。
21. ステップ（ｄ）の後に、ＣＤ１３３陽性細胞を選択することを更に含む、請求項１～２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 前記ヘパトサイトの少なくとも７０％、８０％又は９０％は、αアンチトリプシン（ＡＡＴ）について陽性である、及び/または前記ヘパトサイトの少なくとも４０％、５０％又は６０％は、アルブミンについて陽性である、請求項１～２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 間葉系幹細胞（ＭＳＣ）、マクロファージ、内皮細胞又はＭＳＣの馴化培地であって、１つ以上のＳｒｃキナーゼ阻害薬を補充された馴化培地の存在下で前記ヘパトサイトを培養することを更に含む、請求項１～２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 前記ヘパトサイトを３Ｄ凝集塊として凍結保存することを更に含む、請求項１～２３のいずれか一項に記載の方法。