中辻憲夫教授、尾辻智美博士、長谷川光一講師、西野泰斗博士ら、ヒト多能性幹細胞（ES/iPS 細胞）の新たな三次元培養法を開発：大量培養・大規模生産を可能に

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2014年4月25日

　京都大学（総長：松本紘）の中辻憲夫物質－細胞統合システム拠点（iCeMS＝アイセムス）設立拠点長・再生医科学研究所教授の研究グループは、平成22 年度から進めてきたNEDOプロジェクトにおける日産化学工業株式会社との共同研究によって、２種類の機能性ポリマーを用いたヒト多能性幹細胞（ES/iPS 細胞）の大量培養技術における新たな三次元培養法の開発に成功しました。これにより、高品質のヒト多能性幹細胞の安定的な大量生産と供給を可能とし、ヒトES/iPS 細胞を用いた再生医療や創薬活用の実用化と産業化に大きく貢献することが期待されます。 　

　ヒト多能性幹細胞は、無限の増殖能と多分化能を有することから、再生医療や創薬研究への実用化が期待されています。そのためには、高品質の細胞を安定的に大量供給する必要がありますが、従来の接着培養法は、大量生産には不向きであり、近年注目されている浮遊培養法もまた細胞塊の大きさのコントロールや撹拌による細胞ダメージなどの問題点があります。

　今回、最適な三次元培養による大量生産を可能にするために、新たなスフェア培養法を確立しました。今回開発した方法では、従来の細胞継代時の細胞解離に使用される酵素処理ではなく、メッシュフィルターを用いた機械的処理による細胞株の継代法を確立し、高分子ポリマーであるメチルセルロースを培養液中に添加することで、細胞スフェア間の自発的融合を大幅に減少し、細胞塊の大きさを均一にすることに成功しました。また、別の高分子ポリマーであるジェランガムを添加することで、撹拌することなく浮遊させることが可能な三次元スフェア培養法の開発に成功しました。この方法でニプロ株式会社が開発した200mL 容量のガス透過性培養バッグを用いた培養では、10 の8 乗個の細胞数を獲得でき、多能性幹細胞を効率的に増殖生産できるシステムの開発が可能であることを実証しました。この技術は、今後国内外で不可欠となる細胞大量生産にとって画期的な新技術です。

　本成果は、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）プロジェクト「ヒト幹細胞実用化に向けた評価基盤技術開発」（2010～2013 年度／サブプロジェクトリーダー：中辻憲夫）の一環として行われました。本論文は、米国東部時間4 月24 日（木）に米科学誌ステム・セル・リポーツ（Stem Cell Reports）電子版で公開されました。 　

文献情報

A 3D Sphere Culture System Containing Functional Polymers for Large-scale Human Pluripotent Stem Cell Production

Tomomi G. Otsuji¹, Jiang Bin¹, Azumi Yoshimura¹, Misayo Tomura², Daiki Tateyama³, Itsunari Minami¹, Yoshihiro Yoshikawa³, Kazuhiro Aiba¹, John E. Heuser¹, Taito Nishino², Kouichi Hasegawa^1,4, and Norio Nakatsuji^1,5

Stem Cell Reports | Published Online 24 April 2014 | DOI: 10.1016/j.stemcr.2014.03.012

1. Institute for Integrated Cell-Material Sciences (WPI-iCeMS), Kyoto University, Ushinomiya-cho, Yoshida, Sakyo-ku, Kyoto 606-8501, Japan.
2. Nissan Chemical Industries, Ltd., 7-1 Kanda Nishiki-cho, Chiyoda-ku, Tokyo 101-1154, Japan.
3. Nipro Corporation, 3023 Noji-cho, Kusatsu, Shiga 525-0055, Japan.
4. Institute for Stem Cell Biology and Regenerative medicine, National Centre for Biological Sciences, Bangalore 560065, India.
5. Institute for Frontier Medical Sciences, Kyoto University, 53 Kawahara-cho, Sakyo-ku, Kyoto 606-8507, Japan.

記事・報道

• 朝日新聞「iPS細胞の大量培養に成功　京大、タンクで量産目指す」（2014年4月25日 7面）
• 朝日放送「＜おはようコールABC＞京都大学など研究グループ iPS細胞の大量培養法を開発」（2014年4月25日）
• 朝日放送「＜スーパーJチャンネル＞iPS細胞の大量培養方法発表」（2014年4月25日）
• テレビ朝日「＜グッド！モーニング＞京都大学など研究グループ iPS細胞の大量培養法を開発」（2014年4月25日）
• テレビ朝日「＜報道ステーション＞”iPS” 実用化に前進 添加物で大量培養に成功」（2014年4月25日）
• ウォールストリートジャーナル日本版「iPS細胞を大量培養＝実用化で新手法—京大など」（2014年4月25日[ウェブ]）
• 関西テレビ「＜FNNスーパーニュース アンカー＞万能細胞 実用化に弾み 「100倍以上の効率」で生産」（2014年1月31日）
• 京都新聞「シャーレ使わずiPS細胞を大量生産　京大が開発」（2014年4月25日）
• 毎日新聞「ヒト多能性幹細胞：大量に培養する方法開発　京都大など」（2014年4月25日）
• 毎日放送「京都大学 iPS・ES細胞に大量培養法」（2014年4月25日）
• 日刊工業新聞「京大など、iPS細胞などの大量培養法開発－100億個規模で均一に」（2014年4月25日 32面）
• 日本経済新聞「iPS培養費10分の1、京大と日産化学、再生医療普及に道。」（2014年4月25日 1面）
• 中日新聞「iPS培養、一気に１００倍　京大教授らが新技術」（2014年4月25日 32面）
• ハフィントンポスト「iPS細胞、大量培養に成功　中辻憲夫・京大教授ら」（2014年4月25日[ウェブ]）
• 産経新聞「iPS安価に大量培養 200ミリリットルバッグで１億個 実用化に道」（2014年4月25日 28面）
• 読売新聞「iPS培養、袋で効率10倍…京大教授ら成功」（2014年4月25日 2面）
• 読売テレビ「iPS細胞など大量培養 新たな方法を開発」（2014年4月25日）

関連リンク

• 京都大学ウェブサイト 研究成果ページ