肝分化・肝細胞維持のための市販培地の比較

Comparison of commercially available media for hepatic differentiation and hepatocyte maintenance.

• Yukiko Toba
• Sayaka Deguchi
• Natsumi Mimura
• Ayaka Sakamoto
• Kazuo Harada
• Kazumasa Hirata
• Kazuo Takayama
• Hiroyuki Mizuguchi

抄録

ヒト肝細胞は医薬品研究に欠かせない材料です。ヒト初代肝細胞（PHH）だけでなく、ヒトiPS細胞由来の肝細胞様細胞（ヒトiPS-HLC）も医薬品研究の材料として期待されています。これまでに、ヒト肝細胞を培養するための培地はいくつか開発されているが、ヒトiPS細胞由来の肝細胞様細胞（ヒトiPS-HLC）と比較した報告はない。しかし、これらの培地を比較して、どの培地がヒト肝細胞の培養に最も適しているかを判断した報告はありませんでした。本研究では、市販の5つの培地（Hepatocyte Culture Medium（HCM）、HepatoZYME-SFM、Cellartis Power Primary HEP Medium、DMEM/F12、William's E Medium（WEM））を比較し、どれがPHHおよびヒトiPS-HLCsの培養に最も適しているかを検討した。ヒトiPS細胞の肝分化（分化14〜25日目）において、アルブミン（ALB）および尿素分泌能、CYP2C9、CYP2C19およびCYP3A4活性は、HCMまたはWEMを使用した場合が最も高かった。ヒトiPS-HLCの維持管理においては、HCMを使用した場合にALB及び尿素産生能、CYP2C9、CYP2C19及びCYP3A4活性が最も高かった。重要なことに、HCMで培養したヒトiPS-HLCは、肝機能を損なうことなく3週間以上維持されることがわかった。これらの結果から、ヒトiPS-HLCsの肝分化・維持には最適な培地の選択が必要であることが示唆された。PHH培養の場合、5つの培地間で肝機能にほとんど差がなかった。しかし、CYP2C9、CYP2C19、CYP3A4活性はHCMとWEMを用いた場合が最も高かった。以上のことから、ヒト肝細胞を用いた医薬品研究を行う際には、用途に応じて最適な培地を選択することが重要であると考えられる。

Human hepatocytes are essential materials in pharmaceutical researches. Not only primary human hepatocytes (PHH) but also human iPS cell-derived hepatocyte-like cells (human iPS-HLCs) are expected to be applied as materials for pharmaceutical researches. To date, several culture media have been developed for culturing human hepatocytes. However, there have been no reports comparing these media to determine which is most suitable for culturing human hepatocytes. In this study, we compared five commercial media (Hepatocyte Culture Medium (HCM), HepatoZYME-SFM, Cellartis Power Primary HEP Medium, DMEM/F12, and William's E Medium (WEM)) to determine which is most suitable for culturing PHH and human iPS-HLCs. In hepatic differentiation of human iPS cells (day 14-25 of differentiation), albumin (ALB) and urea secretion abilities and CYP2C9, CYP2C19, and CYP3A4 activities were the highest when using HCM or WEM. During maintenance of human iPS-HLCs, ALB and urea producing abilities and CYP2C9, CYP2C19, and CYP3A4 activities were the highest when using HCM. Importantly, we found that human iPS-HLCs cultured in HCM were maintained for 3 weeks or more without impairment of their hepatic functions. These results suggest that it is necessary to select an optimal medium for hepatic differentiation and maintenance of human iPS-HLCs. In the case of PHH culture, there was little difference in hepatic functions among the five media. However, the CYP2C9, CYP2C19, and CYP3A4 activities were the highest when using HCM and WEM. In conclusion, it is important to select the optimal medium for specific application when carrying out pharmaceutical researches using human hepatocytes.