生体腸管に近い凹凸構造を持つCaco-2細胞評価系

薬物動態の研究において腸管モデルは重要なツールとして広く利用されている。その中でも、凹凸状の立体構造を持つ腸管細胞の評価系は、ヒト生体系に近い評価を行うことができると期待されている。発明者らは、ヒトiPS細胞由来の腸管オルガノイドから陰窩絨毛様の凹凸構造をもつヒト腸管細胞（hIC）の培養に成功したが、コストの高さや均一な品質で大量に供給することが難しいなどの課題がある。

ヒト結腸がん由来のCaco-2細胞は、安価で安定した供給が可能な標準的なモデル細胞として、膨大なデータが蓄積されている。機械的な負荷を加えた培養等によって凹凸構造を形成させる報告はあるものの、通常の培養によって凹凸構造を形成させた例は知られていない。

発明者らは、これまでの腸管オルガノイドの誘導培養研究で得られた、Medium5（M5）培地や気液培養の知見をCaco‐2細胞の培養系に応用し、Caco-2細胞を用いて生体腸管に近い凹凸構造を持つ細胞に誘導することに成功した。凹凸構造の形成に必要な培養因子を同定し、それらを含むM5培地で気相液相界面培養することで凹凸構造を形成させ、単層のCaco-2レイヤーに比べて生体腸管に近いTEER値を示すことを確認した。さらに、Caco-2細胞で課題となっていたMUC2や代謝酵素であるCYP3A4の発現量、カルボキシルエステラーゼCES1/CES2比の発現パターンが変化し、生体腸管に近づくことも確認された。本発明により、ヒトの生体系に近い凹凸立体腸管評価系モデルとして安定で安価な供給につながることが期待される。