iMatrix-511

iPS細胞培養の
スタンダード細胞外基質:iMatrix-511
シングルセル継代可能
あっという間にラクラク増殖

iMatrix-511

iPS細胞の医療応用においては、iPS細胞をまず未分化状態で大量に速やかに増殖させる必要がある。
ヒトラミニン-511由来のiMatrix-511を用いれば、iPS細胞でも普通の細胞のようにシングルセルでの継代培養が可能である。
iMatrix-511を製造する原料は、バイオ医薬品の製造で用いられるCHO細胞を無血清培地を用いて製造しており、医療に応用する基質としても有用性が高い。

開発経緯

iPS細胞の臨床応用には、細胞を短期間に大量に簡単に増殖させる技術が必要である。
初期のiPS細胞培養方法は、マウス由来のフィーダー細胞を用いる培養方法であった。
また、フィーダー細胞以外のiPS細胞の培養基質としては、マウスのEHS腫瘍由来のMatrigelや、ヴィトロネクチンなど性能や由来としては不十分なものであった。
大阪大学のマトリクソーム科学(ニッピ)寄附研究部門の関口清俊先生は、京都大学再生医科学研究所の中辻憲夫先生、川瀬栄八郎先生、宮崎隆道先生らとともに、ラミニン-511のE8断片と呼ばれるC末端側の約1/5のインテグリン結合部位を有する断片に、ES/iPS細胞をシングルセルでも未分化状態を保ちながら大量に増殖させることができる能力を見出し、論文発表するとともに(Miyazaki et al., Nature Com., 2014)特許を出願した。
(株)ニッピは、この特許技術に関する実施許諾を受けており、製造を行っている。

技術内容

ヒトラミニン-511アイソフォームは、α5鎖,β1鎖,γ1鎖の3本のポリペプチド鎖からなる約800 kDaの巨大な分子である。
3種類のポリペプチド鎖はコイルドコイル領域で主にαヘリックス構造をとって安定な3量体を形成する。
ラミニンが、iPS細胞表面のレセプタータンパク質であるインテグリンと結合するには、複数のポリペプチド鎖からなる立体的構造が必須である。
このラミニン-511のE8断片領域を、抗体医薬品製造用原料として実績が多く、無血清培地による浮遊培養が可能なCHO細胞に発現させて生物由来原料基準のタンパク質を大量に合成することが可能になった。

普及・実用化に果たす役割

従来のフィーダー細胞を用いたiPS細胞の培養は、コロニーの観察、継代作業および培地交換などに経験と時間を要し、技術者の負担も大きい。
しかし、iMatrix-511を用いることにより、フィーダーフリー化されたiPS細胞は、培地交換も2日おきとすることができ、取扱いが非常に簡便となった。
人件費や作業時間までを考慮した場合には、トータルコストの削減への貢献は大きい。

未来に向けて

ラミニンは、生理的にも上皮細胞や内皮細胞、筋細胞と接している細胞外マトリクス基底膜の主成分である。
iPS細胞の未分化状態での増殖だけでなく、多くの細胞の分化誘導や分化形質維持に有用なタンパク質である可能性がある。
このラミニンタンパク質の可能性を、多くの研究者に試していただきたい。

未来に向けて