阪大ら,iPS角膜上皮細胞の純化法を確立

大阪大学,ロート製薬の研究グループは,iPS細胞から作製した様々な眼の細胞を含む細胞群から,角膜上皮細胞のみを純化する新たな方法を確立した(ニュースリリース)。

角膜上皮細胞のみを単離・純化する工程として,これまで,角膜上皮細胞の選別・分取には,蛍光活性化セルソーティング(FACS)という技術が用いられてきたが,高価な機器やその管理や使用には熟練した経験や知識を要するといった課題があった。

そこで今回の研究では,上皮組織の基底膜に存在するタンパク質であり,iPS細胞からどの眼の細胞になるかの運命決定に大きく関与することが分かっている様々なラミニンを,iPS細胞から作製した角膜上皮細胞の単離・純化工程に利用できないかを検討した。

この研究において,角膜上皮細胞は,短時間において,特にラミニン332,411,511に特異的に接着しやすいことがわかった。一方,ラミニン211は,目的外細胞の吸着に用いることができる可能性が示唆された。また,この選択的接着性には,角膜上皮細胞を含む上皮細胞のみに発現するインテグリンβ4が関与していることも明らかにした。

さらに,ラミニン332はiPS細胞から生成した様々な眼の細胞のなかでも,特に角膜上皮細胞の接着・増殖を促すことが明らかになった。

また,意図的にiPS由来の角膜上皮細胞中に,角膜上皮以外の目的外細胞を10%程混入させたところ,ラミニン332上で培養した場合,角膜上皮細胞のみが選択的に増殖を促され,その結果,増殖した角膜上皮細胞により目的外の細胞が押し出される,細胞競合現象が起きることを発見した。

角膜上皮細胞シートを作製する際に,角膜上皮以外の細胞が混入してしまった場合でも,ラミニン332を用いた培養により,角膜上皮細胞のみの増殖や細胞競合を促し,不要な細胞を淘汰できる可能性が示唆された。

上記のようなラミニンに対するそれぞれの眼の細胞が有する特徴と磁気細胞分離を組み合わせて,新たな角膜上皮細胞の単離・純化工程を確立した。iPS細胞から作製した眼の細胞から,磁気細胞分離により角膜上皮細胞を濃縮後,ラミニン211に播種することで,不要な細胞を吸着させた後,細胞をさらにラミニン332に撒き直して培養することで高純度のiPS角膜上皮細胞シートが作製することができた。

この成果により,角膜上皮の幹細胞が失われた難治性角膜疾患に対する新たな再生医療として期待されるiPS角膜上皮細胞シート移植治療の普及や産業応用に向けたiPS角膜上皮細胞の単離法・細胞シート製造の簡便化・効率化・コスト削減等が期待されるとしている。

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