注目の製品情報
2020/10/01
iPS細胞から単球へ誘導する革新的なアプローチ「STEMdiff Monocyte Kit」
- 用途別細胞培養
STEMdiff™ Monocyte Kit（商品コード：ST-05320）は、フィーダーフリーかつ無血清の培養条件下でヒト多能性幹細胞（hPSC、ヒトES/iPS細胞）から単球への分化を促進します。
本品で作製したhPSC由来の単球は、同じSTEMCELL Technologies社のImmunoCult™-SF Macrophage Medium（商品コード：ST-10961）またはImmunoCult™ Dendritic Cell Culture Kit（商品コード：ST-10985）により、マクロファージまたは樹状細胞へそれぞれ分化させることができます。
単球の機能と培養
単球は白血球の一種で、マクロファージや樹状細胞に分化する能力があります。単球とその分化細胞は、主に食作用（貪食）・抗原提示・サイトカイン産生といった機能を持ち、病原体や腫瘍に対する防御を提供する自然免疫の必須コンポーネントであると同時に適応免疫にも関与しています。
単球はヒト末梢血から分離できますが、iPS細胞由来の単球培養系を構築すれば、単球とその分化細胞のロット間差を抑えつつ大量供給できるようになります。iPS細胞由来の単球は、疾患モデリング、細胞治療アプリケーションの開発、および基礎生物学の研究への応用が期待されています。
STEMdiff™ Monocyte Kitは、ヒトiPS細胞およびES細胞から高効率に単球を分化誘導します。加えて、培養に間質細胞（フィーダー細胞）や血清を一切使用しないため再現性を確保できます。
STEMdiff Monocyteの特長
STEMdiff Monocyte Kit
- 効率的 ― わずか14〜23日で、プレートあたり最大700万個のCD14+単球を産生
- 安定的 ― 無血清・フィーダーフリーの培養条件により、血清やフィーダー細胞による変動要素を排除
- 簡便 ― シンプルな単層培養で、単球は浮遊細胞として容易に回収
- 汎用性 ― 複数のES/iPS細胞株から単球を効率的に誘導可能
STEMdiff Monocyteの使用方法
iPS細胞から単球への分化誘導ワークフロー
図1
- 分化開始の1日前（Day -1）に、ヒト多能性幹細胞（hPSC）のコロニーを回収し、mTeSR™1、TeSR™-E8™、またはmTeSR™ Plus培地で小さな凝集体（直径100〜200 μm）として10〜20個/cm2の密度で播種します。
- Stage 1： 分化開始時（Day 0）、培地をMedium A（STEMdiff™ Hematopoietic Basal Medium + Supplement A）に交換し、中胚葉への分化を方向付けます。
- Stage 2： 分化開始から3日目（Day 3）に、培地をMedium B（STEMdiff™ Hematopoietic Basal Medium + Supplement B）に交換し、造血系への分化を方向付けます。
- Stage 3： 分化開始から7日目（Day 7）から、培地を単球分化培地（StemSpan™ SFEM II + STEMdiff™ Monocyte Differentiation Supplement）に交換し、CD14+単球の産生を促します。14日目以降の浮遊液からCD14+細胞が検出され、その頻度は17〜23日目まで徐々に増加します。培地交換時に、培養上清からCD14+細胞を直接回収できます。
STEMdiff Monocyteのデータ
最大60-80%の細胞がCD14陽性単球へ分化
図2. 培養17〜23日目の間（図1）、2〜3日ごとに細胞を回収し、フローサイトメトリーでCD14発現を分析しました。
回収のピーク時には、生存するCD14+単球の平均頻度は61〜78％で、6ウェルプレートあたりのCD14+単球の平均収量は1.6 x 106〜7.1 x 106細胞でした。データは平均±SEM（n = 3-14）で示しています。
得られた単球から、貪食能のあるマクロファージへ分化
図3. 培養21日後（図1）にhPSC由来単球を回収し、100 ng/mL M-CSFを添加した ImmunoCult™-SF Macrophage Medium（ST-10961）で4日間培養してマクロファージへ分化させました。マクロファージはさらに2日間、10 ng/mL LPSと50 ng/mL IFN-γ、または10 ng/mL IL-4とともに培養し、それぞれM1またはM2aマクロファージへ分化させました。
貪食能を測定するため、PSC由来M2aマクロファージおよび末梢血の単球由来M2aマクロファージ（初代[Primary] M2aマクロファージ）をpHrodo™ Red Zymosan A BioParticles® Conjugateとインキュベートし、37℃で8時間培養しました。30分ごとにIncuCyte® ZOOMを使用して画像を取得し、pHrodo™ Red Zymosan A BioParticles®の細胞内移行を分析しました（赤色物体/mm2として測定）。
PSC由来M2aマクロファージは、初代M2aマクロファージと同様の貪食活性を示しました。
得られた単球から、樹状細胞へ分化
図4. 培養21日後（図1）にhPSC由来単球を回収し、ImmunoCult™ Dendritic Cell Culture Kit（ST-10985）で樹状細胞に分化させました。
（A）樹状細胞の半分は7日目に回収してCD14とCD83の発現を調べ、CD14⁻CD83⁻/lo未成熟樹状細胞を特定しました。
（B）残り半分の樹状細胞は2日間活性化し、7日目にCD14⁻CD83⁺成熟樹状細胞の存在を評価しました。
データはES細胞（H9株）から開始した代表的な培養結果を示しています。
詳しいデータはこちら（STEMCELL Technologies社のウェブサイトにリンクします）。
Generation of Monocytes from Human Pluripotent Stem Cells Using STEMdiff™ Medium and Supplements
