マイクロ流体デバイスを用いた腸肝循環を再現可能なin vitro毒性試験法の開発

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ヒト凍結肝細胞を用いた安全性評価試験では、胆汁の有無により薬剤性肝障害の発現確率が異なることが明らかにされてきた。胆汁中へ排泄された薬物の大部分も、胆汁とともに小腸において再吸収され、腸肝循環を形成する。したがって、腸管循環を形成する薬物の効果や毒性は、腸管循環による体内への蓄積量に大きな影響を受ける。つまり、腸肝循環を形成し得る薬物の薬物動態を正確に予測するためには、胆汁および薬物の腸肝循環を再現可能なモデルが必要である。以上のように腸肝循環は薬物の半減期の決定など薬物動態の予測に重要なパラメータであるにも関わらず、腸肝循環を再現可能な評価系は未だ確立されていない。そこで、本研究では、肝細胞や小腸上皮細胞において胆汁や薬剤の吸収および代謝を評価するため、マイクロ流体デバイスとヒトiPS細胞から分化誘導した肝細胞や小腸上皮細胞を用いて腸管循環再現モデルの構築およびその創薬応用に取り組んだ。マルチウェルプレート上で作製したヒトiPS細胞由来肝細胞および腸管上皮細胞を剥離し、マイクロ流体デバイス上への再播種を試みた。しかし、従来の手法により再播種すると、ヒトiPS細胞由来肝細胞および腸管上皮細胞の機能が低下した。そこで、再播種の条件を見直すこととした。ヒトiPS細胞由来肝細胞の継代プロトコルの改良により、再播種後のヒトiPS細胞由来肝細胞の機能は大幅に向上した。特に薬物代謝酵素（CYP3A4）の活性は、48時間培養後のヒト初代培養凍結肝細胞に匹敵する値を示した。以上より、ヒトiPS細胞由来肝細胞をマイクロ流体デバイスへ搭載可能にする技術の開発に成功した。今後は、ヒトiPS細胞由来肝細胞の再播種プロトコルを参考にしてヒトiPS細胞由来腸管上皮細胞の再播種法の検討を実施し、ヒトiPS細胞由来肝細胞および腸管上皮細胞のマイクロ流体デバイスへの搭載を試みる。