個別事業紹介

幹細胞操作技術開発領域

研究課題名

再生医療対応ヒトES細胞樹立と長期安全性・品質保持システムの確立
-戦略的ヒトiPS細胞を先導する基盤研究-

実施体制

研究代表者
阿久津 英憲 (国立成育医療研究センター 研究所 生殖・医療研究部 室長)
実施体制説明図

研究成果・進捗

本研究ではヒト胚性幹(ES)細胞とヒト人工多能性幹(iPS)細胞を研究対象細胞とし、細胞移植療法の実用化を推進するため、異種成分を排除した完全ヒト型樹立・培養システムを構築し、安全性と品質を確保するための技術革新を行う。
(1)完全ヒト型ヒトES細胞培養システム開発
ヒトES細胞樹立の段階から異種由来物の影響を排除するために、フィーダー細胞としてヒト組織由来フィーダー細胞の確立、異種由来成分を排除したヒトES細胞培養液の確立、異種成分を使用しない細胞継代法の開発による完全ヒト型の培養システム構築を目指している。
(2)幹細胞特性評価と評価基準の確立へ向けた研究開発
異種由来物を排除する培養環境が幹細胞性質やゲノム安定性に与える影響を評価し、安全性及び品質に関し評価基準の確立を目指す。更に、異質な非ヒト型シアル酸などの細胞膜糖鎖検査・解析システムの開発を行い、完全ヒト型培養システムによるヒトES細胞の最も安全で品質を保つシステムを開発することを目的する。
(1)について、初年度より安定して未分化維持が可能なヒト組織由来フィーダー細胞解析のため、多種類の初代培養細胞に対して網羅的遺伝子発現解析を行い、主成分分析等のバイオインフォマティクス解析を組み入れることで有用な組織を選定でき、ヒト多能性幹細胞の性質保持に十分に機能するヒト組織由来フィーダー細胞株を樹立できた。それらの遺伝子発現データを詳細にバイオインフォマティクス解析することで未分化維持機構に関して分子レベルでその特徴性を見いだすことができた。ヒトES細胞未分化維持に必須なbFGFを自律的に発現している細胞株であることを見いだした(図1)。
(2)においては、ヒト細胞膜シアル酸高感度質量分析法を基盤に、免疫原性の可能性も指摘されている異質な非ヒト型シアル酸であるNeu5Gc(N-グリコリルノイラミン酸)の細胞発現解析を確立した(図2)。Xeno-Freeフィーダー細胞ではNeu5Gc発現が検出感度以下であり、更にFBSを使用下でも異質なシアル酸を発現させない方法(発現抑制剤)を見いだすことができた(図3)。

今後の計画

これまでの成果でヒト多能性幹細胞の完全Xeno-Free培養システム開発研究が順調に行われてきた。今後はヒトES細胞を樹立段階からXeno-Freeで行い再生医療に対応したヒトES細胞の長期培養工程でのゲノム解析法選定、評価基準そしてゲノム異常を引き起こさせない培養システムの構築に向け、有用な安全性検定法の選定し、Xeno-Freeでのゲノム安定性研究という特徴性をいかし、拠点機関とともに取り組んでいく。

リンク情報

国立成育医療研究センター研究所 生殖・細胞医療研究部
http://www.nch.go.jp/reproduction/index.html
国立成育医療研究センター研究所
http://www.nch.go.jp/TOP/index.html