本文根據橫濱市立大學研究成果發布資料編譯而成
日本橫濱市立大學研究生院醫學研究科臟器再生醫學領域的特別簽約教授谷口英樹和客座副教授關根圭輔等人組成的研究團隊，與日本味之素公司和東京大學醫科學研究所等合作，共同開發出了從人源iPS細胞中分化誘導製造iPS細胞迷你肝臟所需的3種細胞（肝細胞、血管內皮細胞、間充質細胞），並培養迷你肝臟的最佳分化誘導法，同時還開發除了符合生物原料標準的臨床用分化誘導補充劑（StemFit® For Differentiation，參考圖1）。
圖1：新開發的臨床用分化誘導補充劑StemFit® For Differentiation
此次的研究成果有望為提高人iPS細胞源迷你肝臟製造過程中的安全性、穩定性和功能性做出貢獻。此外還確認，此次研發的StemFit® For Differentiation除迷你肝臟外，對利用人iPS細胞誘導分化肝細胞等內胚層細胞，以及血管和神經等多種細胞也有效。因此，作為製造這些細胞的臨床用分化誘導補充劑，有望為各種再生醫療的實用化做出貢獻。
研究内容
研究團隊以此前開發的利用人iPS細胞培養人iPS細胞源迷你肝臟所需的所有細胞的分化誘導法（Cell Rep. 23(6):1620-1629, 2018）為基礎，研究了誘導肝細胞分化所需的各個步驟的培養基以及臨床用分化誘導補充劑（圖2）。
圖2：將迷你肝臟的製造過程分為多個步驟，開發了分化誘導法和培養基
紅字標出的是此次研究開發和確定的培養基或補充劑
研究團隊首先成功開發了利用iPS細胞誘導分化固定模內胚層細胞的培養基（圖2中的第一步）。以往的分化誘導法在第一步誘導分化血管內皮細胞和間充質細胞時也使用相同的補充劑，因此，此次調查了針對分化肝細胞的第一步開發的補充劑是否也能有效誘導血管內皮細胞（第四步）和間充質細胞（第五步）的分化，結果顯示是可以的。
另外，以往的方法使用的補充劑還被用於神經細胞的分化誘導，而此次開發的補充劑也確認可以有效誘導神經細胞的分化。在第二步中確認了味之素公司此前針對其他用途開發的培養基StemFit® Basic03的有效性，另外還成功地大幅提高了功能。在第三步檢查完作為基礎的培養基後，又逐一調查了補充劑的各種成分，發現即使去除大部分補充劑，培養基的功能也與以往基本相同。此外發現，將第三步中的培養基和其他市售培養基相結合，可以形成有效培養迷你肝臟（第六步）的培養基。最終結果顯示，組合以上所有步驟製造的迷你肝臟能在體內發揮肝功能。
以上結果表明，此次成功開發了利用未分化的iPS細胞誘導分化製作迷你肝臟所需的肝細胞、血管內皮細胞和間充質細胞並培養迷你肝臟的分化誘導法，以及用於誘導分化的補充劑。該補充劑除肝細胞等內胚層細胞外，還能有效誘導血管和神經等多種細胞的分化，作為符合生物原料標準的分化誘導補充劑，有望在製造各種人iPS細胞源再生醫療用細胞的過程中為品質、有效性及安全性的提高做出貢獻。
圖3：所有步驟都利用臨床用培養基製造的iPS細胞源迷你肝臟
（上圖）迷你肝臟的培養過程。
（下圖）對上圖的迷你肝臟逐一進行測量並量化。表示形成了具有一定形態的迷你肝臟。Count：迷你肝臟的數量，Circularity：圓度，Diameter：直徑，Area：面積
論文資訊
題目：Generation of human induced pluripotent stem cell-derived liver buds with chemically defined and animal origin-free media
期刊：Scientific Reports
DOI：10.1038/s41598-020-73908-1
研究成果發布資料
編譯：JST客觀日本編輯部
