WO2020040293A1 - Production method for mesenchymal stem cells - Google Patents
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- WO2020040293A1 WO2020040293A1 PCT/JP2019/033056 JP2019033056W WO2020040293A1 WO 2020040293 A1 WO2020040293 A1 WO 2020040293A1 JP 2019033056 W JP2019033056 W JP 2019033056W WO 2020040293 A1 WO2020040293 A1 WO 2020040293A1
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- C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
- C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
Definitions
- separating cells means that cells of interest in a cell population are 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, or 99% or more. Means to operate.
- a cell population comprising mesenchymal stem cells and CD45 positive cells is cultured in the presence of IL-33.
- the cell population may be cultured in a medium containing IL-33, or IL-33 may be added to the medium in which the cell population is being cultured.
- concentration of IL-33 in the medium can be, for example, about 0.01-100 ng / mL, about 0.1-10 ng / mL, or about 0.5-5 ng / mL.
- Method of culturing mesenchymal stem cells also includes a step of co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells in the presence of a substance that activates CD45-positive cells (eg, IL-33).
- a method for culturing a stem cell is provided. This culture method promotes the growth of mesenchymal stem cells.
- “Co-culture” means that cells are cultured in a state where cell-to-cell contact between mesenchymal stem cells and CD45-positive cells is possible. Co-culture can be performed according to the culture in the above-described method for producing a cell population containing mesenchymal stem cells.
- IL-33 is a) a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein; b) a polypeptide comprising the amino acid sequence of mature IL-33 protein and consisting of a partial amino acid sequence of full-length IL-33 protein; c) a polypeptide comprising or consisting of a partial amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein, and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein; d) Substitution, deletion, insertion or addition of one or more, for example, 1 to 10, 1 to 5, 1 to 3, or 1 or 2 amino acids in the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein
- a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein; e) the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein is at least about 80%, such as at least about 85%, at least
- IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein.
- IL-33 is a polypeptide consisting of an amino acid sequence of a full-length or mature IL-33 protein.
- IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 8.
- IL-33 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 1 to 8.
- a medium or a medium additive for use in culturing mesenchymal stem cells which contains CD45-positive cells.
- a medium or medium additive for promoting the growth of mesenchymal stem cells comprising a CD45-positive cell.
- the bone marrow-derived cells may be cultured in a medium containing IL-33, or IL-33 may be added to the medium in which the bone marrow-derived cells are being cultured.
- concentration of IL-33 in the medium can be, for example, about 0.01-100 ng / mL, about 0.1-10 ng / mL, or about 0.5-5 ng / mL.
- the present disclosure provides a method of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase in the presence of IL-33, the method comprising: Provided is a method for culturing derived adherent cells.
- This culture method can be carried out according to the method for producing bone marrow-derived adherent cells containing mesenchymal stem cells described above.
- bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells can be efficiently proliferated.
- the proliferation of both mesenchymal stem cells contained in the bone marrow-derived adherent cells and adherent cells other than mesenchymal stem cells can be promoted.
- step 3 When the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 3) is at least 10% larger than the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 1) 29.
- IL-33 significantly increased bone marrow-derived MSCs (FIG. 5b). At the same time, IL-33 significantly increased not only MSC but also CD45 + cells (FIG. 5c), suggesting that IL-33 may act on multiple cell populations in bone marrow.
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Abstract
Description
本特許出願は、日本国特許出願第2018-157175号および第2019-068459号について優先権を主張するものであり、ここに参照することによって、それらの全体が本明細書中へ組み込まれるものとする。
本開示は、間葉系幹細胞の製造方法もしくは培養方法、これらの方法に用いる培地もしくは培地添加剤、または、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法に関する。本開示は、また、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法に関する。
This patent application claims priority to Japanese Patent Application Nos. 2018-157175 and 2019-684459, which are hereby incorporated by reference in their entirety. I do.
The present disclosure relates to a method for producing or culturing mesenchymal stem cells, a medium or a medium additive used in these methods, or a method for screening a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells. The present disclosure also relates to a method for screening a substance that promotes the proliferation of CD45-positive cells.
骨髄液等に含まれている間葉系幹細胞は、骨、軟骨、脂肪、筋肉、神経、上皮等、種々の組織に分化できる能力(多分化能)を有していることから、近年、間葉系幹細胞を用いて再生医療(細胞移植治療)を行う試みが広くなされている。間葉系幹細胞を治療に用いるには大量の細胞が必要になるが、生体内における間葉系幹細胞の存在量は極めて少なく、間葉系幹細胞のソースとして代表的な骨髄においても、その存在頻度は骨髄細胞1万~10万個あたり1個程度である。また、骨髄液の採取はドナーへの負担が大きいため、大量には採取できない。そこで、骨髄液に含まれる間葉系幹細胞を取得し、培養によって増殖させてから治療に用いるのが通常であるが、間葉系幹細胞は体外で継代培養を続けると次第に増殖能力や分化能を低下させてしまうことが知られている。かかる背景から、効率良く間葉系幹細胞を増殖させる方法の開発が望まれている。 In recent years, mesenchymal stem cells contained in bone marrow fluid and the like have the ability to differentiate into various tissues such as bone, cartilage, fat, muscle, nerve, and epithelium (multipotency). Attempts to perform regenerative medicine (cell transplantation treatment) using lobe stem cells have been widely made. The use of mesenchymal stem cells for treatment requires a large amount of cells, but the abundance of mesenchymal stem cells in vivo is extremely small, and the frequency of occurrence in bone marrow, which is a typical source of mesenchymal stem cells, Is about one cell per 10,000 to 100,000 bone marrow cells. Further, collection of bone marrow fluid cannot be performed in a large amount because the burden on the donor is large. Therefore, it is usual to obtain mesenchymal stem cells contained in bone marrow fluid and expand them by culturing before using them for treatment.However, mesenchymal stem cells can be gradually expanded and differentiated when subcultured in vitro. Is known to reduce Against this background, development of a method for efficiently growing mesenchymal stem cells has been desired.
インターロイキン-33(interleukin-33、IL-33)は、IL-1ファミリーのメンバーとして同定されたサイトカインであり、細胞の傷害または壊死が起こると細胞外に放出され、免疫細胞を活性化してTh2サイトカイン(IL-4、IL-5、IL-13)および/または炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1、IL-6、IFN-γ)の分泌を誘発する。間葉系幹細胞の培養効率の改善を目的として特定のサイトカイン(bFGF)を培地に添加する方法が提案されているが(特許文献1)、IL-33に関しては間葉系幹細胞の増殖に対する作用等は知られていない。 Interleukin-33 (interleukin-33, IL-33) is a cytokine identified as a member of the IL-1 family, which is released extracellularly when cell injury or necrosis occurs, activates immune cells and activates Th2 Induces secretion of cytokines (IL-4, IL-5, IL-13) and / or inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1, IL-6, IFN-γ). A method has been proposed in which a specific cytokine (bFGF) is added to a medium for the purpose of improving the culture efficiency of mesenchymal stem cells (Patent Document 1). Is not known.
本開示の目的の1つは、インビトロで間葉系幹細胞の増殖を促進することである。 の One of the objects of the present disclosure is to promote the proliferation of mesenchymal stem cells in vitro.
本発明者らは、間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養することにより、間葉系幹細胞の増殖が促進されることを見出した。 The present inventors have found that the coculture of mesenchymal stem cells with CD45-positive cells promotes the proliferation of mesenchymal stem cells.
ある態様において、本開示は、間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法を提供する。
ある態様において、本開示は、間葉系幹細胞を、IL-33の存在下でCD45陽性細胞と共培養する工程を含む、間葉系幹細胞の培養方法を提供する。
ある態様において、本開示は、CD45陽性細胞を含有する、間葉系幹細胞の培養に用いるための培地または培地添加剤を提供する。
ある態様において、本開示は、IL-33を含有する、間葉系幹細胞とCD45陽性細胞の共培養に用いるための培地または培地添加剤を提供する。
ある態様において、本開示は、以下の工程:
1)対照培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、
2)対照培地に被験物質を添加した培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、および、
3)工程2)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程、
を含む、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法を提供する。
ある態様において、本開示は、以下の工程:
1)対照培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、
2)IL-33を対照培地に添加した培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、
3)対照培地に被験物質を添加した培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、および、
4)工程2)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも多く、且つ、工程3)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程、
を含む、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法を提供する。
In one aspect, the present disclosure provides a method for producing a cell population containing mesenchymal stem cells, comprising culturing a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells.
In one aspect, the present disclosure provides a method for culturing mesenchymal stem cells, comprising co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells in the presence of IL-33.
In certain aspects, the present disclosure provides a medium or medium additive for use in culturing mesenchymal stem cells, comprising CD45 positive cells.
In one aspect, the present disclosure provides a medium or medium additive for use in co-culturing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells, comprising IL-33.
In one aspect, the disclosure includes the following steps:
1) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a control medium,
2) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a medium in which a test substance is added to a control medium; and
3) When the number of mesenchymal stem cells obtained in step 2) is larger than the number of mesenchymal stem cells obtained in step 1), the test substance is replaced with a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells. Selecting as a candidate for
A method for screening a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells, comprising:
In one aspect, the disclosure includes the following steps:
1) culturing CD45-positive cells using a control medium,
2) a step of culturing CD45-positive cells using a medium in which IL-33 is added to a control medium;
3) a step of culturing CD45-positive cells using a control medium supplemented with a test substance, and
4) The number of CD45-positive cells obtained in step 2) is greater than the number of CD45-positive cells obtained in step 1), and the number of CD45-positive cells obtained in step 3) is If the number of obtained CD45-positive cells is larger than the number of obtained CD45-positive cells, selecting the test substance as a candidate for a substance that promotes the proliferation of CD45-positive cells;
A method for screening a substance that promotes the growth of CD45-positive cells, comprising:
本開示により、インビトロで間葉系幹細胞の増殖を促進することが可能になる。 According to the present disclosure, it becomes possible to promote the proliferation of mesenchymal stem cells in vitro.
本開示では、数値が「約」の用語を伴う場合、その値の±10%の範囲を含むことを意図する。例えば、「約20」は、「18~22」を含むものとする。数値の範囲は、両端点の間の全ての数値および両端点の数値を含む。範囲に関する「約」は、その範囲の両端点に適用される。従って、例えば、「約20~30」は、「18~33」を含むものとする。 In this disclosure, when a value is accompanied by the term “about”, it is intended to include the range of ± 10% of that value. For example, “about 20” includes “18 to 22”. Numeric ranges are inclusive of all numbers between the endpoints and the endpoints. “About” a range applies to both endpoints of the range. Therefore, for example, “about 20 to 30” includes “18 to 33”.
特に具体的な定めのない限り、本開示で使用される用語は、有機化学、医学、薬学、分子生物学、微生物学等の分野における当業者に一般に理解されるとおりの意味を有する。以下にいくつかの本開示で使用される用語についての定義を記載するが、これらの定義は、本開示において、一般的な理解に優先する。 限 り Unless otherwise specified, terms used in the present disclosure have meanings as commonly understood by a person of ordinary skill in the fields of organic chemistry, medicine, pharmacy, molecular biology, microbiology, and the like. The following provides definitions for some terms used in the present disclosure, but these definitions supersede general understanding in the present disclosure.
本開示において、「細胞」は、文脈に応じて1個の細胞または複数の細胞を意味する。複数の細胞を「細胞集団」と呼ぶ場合もあり、細胞集団は、文脈に応じて一種類の細胞からなる細胞集団または複数種の細胞を含む細胞集団であり得る。 に お い て In the present disclosure, “cell” means one cell or a plurality of cells depending on the context. A plurality of cells may be referred to as a “cell population”, and the cell population may be a cell population consisting of one type of cell or a cell population containing multiple types of cells, depending on the context.
本開示において、「間葉系幹細胞」は、「間葉系間質細胞」と区別なく用いられ、「MSC」と略記される場合もある。一般に、幹細胞とは、単一の細胞から一または複数の組織または細胞種へ分化できる能力と、自己複製能とを併せ持つ細胞を意味する。本開示の間葉系幹細胞は、骨、軟骨、脂肪、筋肉などの間葉系組織の内、一または複数の間葉系組織への分化能を有する。間葉系幹細胞は、中胚葉性間葉系組織に加えて、胚葉を超えて上皮系組織、神経組織、心・血管組織への分化能を有してもよい。ある実施形態では、間葉系幹細胞は、骨芽細胞、軟骨細胞、筋細胞、脂肪細胞の内の複数の細胞へ分化できる能力を有する。ある実施形態では、間葉系幹細胞は、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞の内の複数の細胞へ分化できる能力を有する。ある実施形態では、間葉系幹細胞は、骨芽細胞および脂肪細胞へ分化できる能力を有する。ある実施形態では、間葉系幹細胞は、骨芽細胞、軟骨細胞および脂肪細胞へ分化できる能力を有する。ある実施形態では、間葉系幹細胞は、骨芽細胞、軟骨細胞、脂肪細胞の内の少なくともいずれか一つに分化できる能力を有する。 に お い て In the present disclosure, “mesenchymal stem cell” is used without distinction from “mesenchymal stromal cell”, and may be abbreviated as “MSC”. Generally, a stem cell refers to a cell having both the ability to differentiate from a single cell into one or more tissues or cell types and the ability to self-renew. The mesenchymal stem cells of the present disclosure have the ability to differentiate into one or more mesenchymal tissues from among mesenchymal tissues such as bone, cartilage, fat, and muscle. Mesenchymal stem cells may have the ability to differentiate beyond the germ layer into epithelial tissue, neural tissue, and cardiac / vascular tissue in addition to mesodermal mesenchymal tissue. In certain embodiments, the mesenchymal stem cells have the ability to differentiate into a plurality of osteoblasts, chondrocytes, muscle cells, adipocytes. In certain embodiments, the mesenchymal stem cells have the ability to differentiate into a plurality of osteoblasts, chondrocytes, adipocytes. In certain embodiments, the mesenchymal stem cells have the ability to differentiate into osteoblasts and adipocytes. In certain embodiments, the mesenchymal stem cells have the ability to differentiate into osteoblasts, chondrocytes and adipocytes. In certain embodiments, the mesenchymal stem cells have the ability to differentiate into at least one of osteoblasts, chondrocytes, and adipocytes.
「間葉系幹細胞」の用語を細胞集団の意味で使用する場合、間葉系幹細胞のみで構成される細胞集団であってもよく、細胞集団が間葉系幹細胞と同等の分化能力を示す限り、間葉系幹細胞および間葉系幹細胞と間葉系組織の中間の分化段階にある細胞を含む不均一な細胞集団であってもよい。 When the term "mesenchymal stem cell" is used in the meaning of a cell population, it may be a cell population consisting only of mesenchymal stem cells, as long as the cell population shows the same differentiation ability as mesenchymal stem cells Alternatively, the cell population may be a heterogeneous cell population including mesenchymal stem cells and cells at an intermediate stage of differentiation between mesenchymal stem cells and mesenchymal tissue.
間葉系幹細胞は、骨髄、血液、例えば末梢血または臍帯血、皮膚、脂肪、歯髄等の組織から取得し得る。間葉系幹細胞は、固相、例えば、培養皿への付着細胞として培養・増殖可能である。従って、ある実施形態では、骨髄または血液に含まれる付着性細胞から間葉系幹細胞を取得し得る。ある実施形態では、コロニー形成能を有することを指標として間葉系幹細胞を判別できる。間葉系幹細胞を含む組織、例えば骨髄から、少なくとも1つの間葉系幹細胞のマーカーを指標とするセルソーティング(FACS、MACS等)により、間葉系幹細胞を分離してもよい。あるいは、多能性幹細胞から分化誘導された間葉系幹細胞、または、樹立された間葉系幹細胞株を使用してもよい。 Mesenchymal stem cells can be obtained from tissues such as bone marrow, blood, for example, peripheral blood or umbilical cord blood, skin, fat, dental pulp and the like. Mesenchymal stem cells can be cultured and expanded as solid cells, for example, as adherent cells on a culture dish. Thus, in certain embodiments, mesenchymal stem cells can be obtained from adherent cells contained in bone marrow or blood. In one embodiment, mesenchymal stem cells can be distinguished by using the ability to form colonies as an index. Mesenchymal stem cells may be separated from tissues containing mesenchymal stem cells, for example, bone marrow, by cell sorting (FACS, MACS, etc.) using at least one mesenchymal stem cell marker as an index. Alternatively, mesenchymal stem cells differentiated from pluripotent stem cells or established mesenchymal stem cell lines may be used.
ヒト間葉系幹細胞のマーカーとしては、PDGFRα陽性、PDGFRβ陽性、Lin陰性、CD45陰性、CD44陽性、CD90陽性、CD29陽性、Flk-1陰性、CD105陽性、CD73陽性、CD90陽性、CD71陽性、Stro-1陽性、CD106陽性、CD166陽性、CD31陰性、CD271陽性、CD11b陰性が例示できるが、これらに制限されるものではない。ある実施形態では、ヒト間葉系幹細胞のマーカーは、PDGFRα陽性である。ある実施形態では、ヒト間葉系幹細胞のマーカーは、PDGFRα陽性且つCD45陰性である。 As markers for human mesenchymal stem cells, PDGFRα-positive, PDGFRβ-positive, Lin-negative, CD45-negative, CD44-positive, CD90-positive, CD29-positive, Flk-1 negative, CD105-positive, CD73-positive, CD90-positive, CD71-positive, Stro- Examples include 1 positive, CD106 positive, CD166 positive, CD31 negative, CD271 positive, and CD11b negative, but are not limited thereto. In one embodiment, the marker for human mesenchymal stem cells is PDGFRα positive. In certain embodiments, the marker for human mesenchymal stem cells is PDGFRα positive and CD45 negative.
マウス間葉系幹細胞のマーカーとしては、CD44陽性、PDGFRα陽性、PDGFRβ陽性、CD45陰性、Lin陰性、Sca-1陽性、c-kit陰性、CD90陽性、CD105陽性、CD29陽性、Flk-1陰性、CD271陽性、CD11b陰性が例示できるが、これらに制限されるものではない。ある実施形態では、マウス間葉系幹細胞のマーカーは、PDGFRα陽性である。ある実施形態では、マウス間葉系幹細胞のマーカーは、PDGFRα陽性且つCD45陰性である。 As a marker for mouse mesenchymal stem cells, CD44-positive, PDGFRα-positive, PDGFRβ-positive, CD45-negative, Lin-negative, Sca-1 positive, c-kit negative, CD90 positive, CD105 positive, CD29 positive, Flk-1 negative, CD271 Positive and CD11b negative can be exemplified, but are not limited thereto. In certain embodiments, the mouse mesenchymal stem cell marker is PDGFRα positive. In certain embodiments, the marker for mouse mesenchymal stem cells is PDGFRα positive and CD45 negative.
本開示において、CD45を発現している細胞を「CD45陽性細胞」と称する。CD45は、膜貫通ドメインを有するI型糖タンパク質であって、白血球共通抗原としても知られており、多くの有核の造血系細胞に発現するチロシンホスファターゼである。CD45は、細胞増殖、分化、有糸分裂、癌化等の様々な細胞プロセスを調節するシグナル伝達分子として知られている。様々な動物種におけるCD45のアミノ酸配列は公知である。 に お い て In the present disclosure, cells expressing CD45 are referred to as “CD45-positive cells”. CD45 is a type I glycoprotein having a transmembrane domain, also known as a leukocyte common antigen, and is a tyrosine phosphatase expressed on many nucleated hematopoietic cells. CD45 is known as a signaling molecule that regulates various cellular processes such as cell proliferation, differentiation, mitosis, and canceration. The amino acid sequences of CD45 in various animal species are known.
CD45陽性細胞としては、例えば、ヒト白血球、すなわちリンパ球、単球、好酸球、好塩基球、好中球、樹状細胞、マクロファージが例示されるがこれに限られるものではない。 Examples of CD45-positive cells include, but are not limited to, human leukocytes, ie, lymphocytes, monocytes, eosinophils, basophils, neutrophils, dendritic cells, and macrophages.
CD45陽性細胞は、骨髄、血液、リンパ節等の組織から取得し得る。CD45陽性細胞は、通常、浮遊細胞として培養・増殖可能であるが、これに限られるものではなく、一部のCD45陽性細胞は付着性細胞として培養・増殖可能である。CD45陽性細胞を含む組織、例えば骨髄から、CD45を指標とするセルソーティング(FACS、MACS等)により、CD45陽性細胞を分離してもよい。あるいは、多能性幹細胞から分化誘導されたCD45陽性細胞、または、樹立されたCD45陽性細胞株を使用してもよい。 CD45-positive cells can be obtained from tissues such as bone marrow, blood, and lymph nodes. The CD45-positive cells can be normally cultured and expanded as floating cells, but are not limited thereto. Some CD45-positive cells can be cultured and expanded as adherent cells. CD45-positive cells may be separated from a tissue containing CD45-positive cells, such as bone marrow, by cell sorting (FACS, MACS, etc.) using CD45 as an index. Alternatively, CD45-positive cells differentiated from pluripotent stem cells or established CD45-positive cell lines may be used.
「間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団」は、少なくとも1つの間葉系幹細胞および少なくとも1つのCD45陽性細胞を含む細胞集団であり、これらの細胞の他に、いかなる細胞を含んでもよい。また、細胞集団は間葉系幹細胞とCD45陽性細胞のみを含むものであってもよい。当該細胞集団には、間葉系幹細胞とCD45陽性細胞が接触可能な状態で含まれる。例えば、当該細胞集団は、間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む組織から採取した細胞集団であってもよく、分離された間葉系幹細胞と、分離されたCD45陽性細胞の混合物であってもよい。間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞は、同じ組織に由来してもよく、異なる組織に由来してもよい。 The “cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells” is a cell population containing at least one mesenchymal stem cell and at least one CD45-positive cell, and may contain any cells in addition to these cells. . Further, the cell population may include only mesenchymal stem cells and CD45-positive cells. The cell population includes mesenchymal stem cells and CD45-positive cells in a contactable state. For example, the cell population may be a cell population collected from a tissue containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells, or a mixture of isolated mesenchymal stem cells and isolated CD45-positive cells. Good. Mesenchymal stem cells and CD45-positive cells may be derived from the same tissue or different tissues.
間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団として、骨髄由来細胞を使用し得る。「骨髄由来細胞」とは、骨髄内から骨髄外に取り出された骨髄細胞(骨髄内に存在する細胞集団)を意味する。骨髄細胞は、生体から骨髄穿刺等の方法により取り出すことができる。動物から取り出された骨のサンプルがある場合は、骨を破砕して内容物を回収する、または、骨の断面を露出させ、シリンジの針を骨髄内に挿してバッファーと共に押し出す等の方法も可能である。ある実施形態では、本開示の製造方法は、動物から骨髄細胞を採取する工程を含み得る。 骨 髄 Bone marrow-derived cells can be used as a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells. The term “bone marrow-derived cells” refers to bone marrow cells (cell populations existing in bone marrow) removed from inside the bone marrow and outside the bone marrow. Bone marrow cells can be removed from a living body by a method such as bone marrow aspiration. If there is a bone sample removed from the animal, it is possible to crush the bone and collect the contents, or to expose the cross section of the bone and insert the syringe needle into the bone marrow and push it with the buffer It is. In one embodiment, the production method of the present disclosure may include a step of collecting bone marrow cells from an animal.
骨髄由来細胞の中には、固相に付着して増殖することができる細胞の集団(付着性細胞)とできない細胞の集団(非付着性細胞)が含まれる。本開示において、骨髄由来細胞を固相上で培養することにより得られる細胞集団を、「骨髄由来付着性細胞」と称する。実施例により立証される通り、骨髄由来付着性細胞は間葉系幹細胞を含み、CD45陽性細胞を含み得る。 The bone marrow-derived cells include a population of cells that can adhere to the solid phase and proliferate (adherent cells) and a population of cells that cannot adhere (non-adherent cells). In the present disclosure, a cell population obtained by culturing bone marrow-derived cells on a solid phase is referred to as “bone marrow-derived adherent cells”. As demonstrated by the examples, bone marrow-derived adherent cells include mesenchymal stem cells and may include CD45-positive cells.
本開示に関して、固相とは、細胞が付着できる固体の支持体を意味し、例えば、プラスチック製またはガラス製の培養皿、フラスコ、マルチウェルプレートなどが含まれる。固相はコーティングされていてもよく、コーティング用の物質としては、例えば、コラーゲンI、ラミニン、ビトロネクチン、フィブロネクチン、ポリL-リジン、ポリL-オルニチンなどが挙げられるが、これらに限定されない。ある実施形態では、固相はコラーゲンIでコーティングされている。 に 関 し て In the context of the present disclosure, a solid phase refers to a solid support to which cells can adhere, and includes, for example, plastic or glass culture dishes, flasks, multiwell plates, and the like. The solid phase may be coated, and examples of the coating material include, but are not limited to, collagen I, laminin, vitronectin, fibronectin, poly-L-lysine, poly-L-ornithine, and the like. In some embodiments, the solid phase is coated with collagen I.
骨髄細胞を採取する生物種としては、ヒト、および非ヒト動物、例えばマウス、ラット、サル、ブタ、イヌ、ウサギ、ハムスター、モルモットなどが挙げられるが、これらに限定されない。骨髄細胞を採取する骨の種類としては、大腿骨、椎骨、胸骨、腸骨、脛骨等が挙げられるが、特に限定されない。ある実施形態では、骨髄細胞は、大腿骨または椎骨から採取される。 生物 Species from which bone marrow cells are collected include, but are not limited to, humans and non-human animals such as mice, rats, monkeys, pigs, dogs, rabbits, hamsters, guinea pigs, and the like. The types of bone from which bone marrow cells are collected include, but are not limited to, femur, vertebra, sternum, iliac bone, tibia, and the like. In certain embodiments, bone marrow cells are obtained from a femur or vertebra.
骨髄由来細胞から、間葉系幹細胞および/またはCD45陽性細胞を分離して使用してもよい。分離は、例えば、上記の表面マーカーを指標とするセルソーティング(FACS、MACS等)により行い得る。 間 Mesenchymal stem cells and / or CD45-positive cells may be separated from bone marrow-derived cells and used. Separation can be performed, for example, by cell sorting (FACS, MACS, etc.) using the surface marker as an index.
本開示において、「細胞を分離する」とは、細胞集団における目的の細胞が30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%または99%以上になるように操作することを意味する。 In the present disclosure, “separating cells” means that cells of interest in a cell population are 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, or 99% or more. Means to operate.
本開示において、「CD45陽性細胞を活性化させる物質」とは、CD45陽性細胞から他の細胞へのシグナル伝達を亢進する物質を意味し、ポリペプチド、タンパク質、アミノ酸、核酸、脂質、糖質、低分子化合物などであり得る。シグナル伝達の亢進は、シグナル伝達に関する反応、例えば、p38MAPKシグナル経路における反応の増加によるものであってもよく、CD45陽性細胞の数の増加によって生じるものであってもよい。即ち、CD45陽性細胞を活性化させる物質には、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質が含まれる。また、シグナル伝達の亢進には、シグナル伝達の惹起および促進が含まれる。CD45陽性細胞を活性化させる物質として、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質、例えば、IL-5、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)、マクロファージコロニー刺激因子(M-CSF)、顆粒球・マクロファージコロニー刺激因子(GM-CSF)、リポ多糖(Lipopolysaccharide, LPS)またはIL-33を使用し得るが、これらに限定されない。また、これらは単独で用いても組み合わせて用いてもよい。 In the present disclosure, “a substance that activates CD45-positive cells” means a substance that enhances signal transduction from CD45-positive cells to other cells, and includes polypeptides, proteins, amino acids, nucleic acids, lipids, carbohydrates, It may be a low molecular compound or the like. The enhanced signaling may be due to an increase in a signal-related response, for example, a response in the p38 MAPK signaling pathway, or may be caused by an increase in the number of CD45-positive cells. That is, the substance that activates CD45-positive cells includes a substance that promotes the proliferation of CD45-positive cells. Further, the enhancement of signal transduction includes the initiation and promotion of signal transduction. As a substance that activates CD45-positive cells, a substance that promotes the proliferation of CD45-positive cells, such as IL-5, granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), macrophage colony stimulating factor (M-CSF), Macrophage colony stimulating factor (GM-CSF), lipopolysaccharide (LPS) or IL-33 can be used, but is not limited thereto. These may be used alone or in combination.
IL-33は、IL-1ファミリーのメンバーとして同定されたサイトカインであり、生物種により異なるが全長270残基前後のアミノ酸配列からなる核タンパク質である。IL-33は、細胞の傷害または壊死が起こると細胞外に放出され、免疫細胞を活性化してTh2サイトカイン(IL-4、IL-5、IL-13)および/または炎症性サイトカイン(TNF-α、IL-1、IL-6、IFN-γ)の分泌を誘発する。全長のIL-33タンパク質も活性を有するが、全長IL-33タンパク質が生体内でプロテアーゼ(例えばカテプシンG(Accession No. P08311等)や好中球エラスターゼ(Accession No. P08246等))によって切断されて生じるC末端側のポリペプチド断片が成熟IL-33タンパク質として機能することが知られている。 IL-33 is a cytokine identified as a member of the IL-1 family, and is a nuclear protein consisting of an amino acid sequence of about 270 residues in length, depending on the species. IL-33 is released extracellularly when cell injury or necrosis occurs and activates immune cells to activate Th2 cytokines (IL-4, IL-5, IL-13) and / or inflammatory cytokines (TNF-α). , IL-1, IL-6, IFN-γ). Although full-length IL-33 protein also has activity, the full-length IL-33 protein is cleaved in vivo by a protease (eg, cathepsin G (Accession No. P08311 etc.) or neutrophil elastase (Accession No. P08246 etc.)). It is known that the resulting C-terminal polypeptide fragment functions as a mature IL-33 protein.
本開示において、「IL-33」は、全長IL-33タンパク質、成熟IL-33タンパク質またはそれらと機能的に同等なポリペプチドであり得る。 に お い て In the present disclosure, “IL-33” can be a full-length IL-33 protein, a mature IL-33 protein, or a polypeptide functionally equivalent thereto.
本開示において、IL-33の起源となる生物種としては、ヒト、および非ヒト動物、例えばマウス、ラット、サル、ブタ、イヌ、ウサギ、ハムスター、モルモットなどが挙げられるが、これらに限定されない。 に お い て In the present disclosure, the species from which IL-33 originates include, but are not limited to, humans and non-human animals such as mice, rats, monkeys, pigs, dogs, rabbits, hamsters, guinea pigs, and the like.
全長IL-33タンパク質とは、IL-33をコードするmRNAから翻訳された後、プロテアーゼによるプロセシングを受ける前のIL-33タンパク質を意味する。本開示において、全長IL-33タンパク質としては、全長マウスIL-33タンパク質(配列番号1、Accession No. Q8BVZ5)、全長ヒトIL-33タンパク質(配列番号4、Accession No. O95760)が挙げられるが、これらに限定されない。 The full-length IL-33 protein refers to an IL-33 protein that has been translated from mRNA encoding IL-33 and has not yet been processed by a protease. In the present disclosure, the full-length IL-33 protein includes a full-length mouse IL-33 protein (SEQ ID NO: 1, Accession No. Q8BVZ5) and a full-length human IL-33 protein (SEQ ID NO: 4, Accession No. O95760). It is not limited to these.
成熟IL-33タンパク質とは、全長IL-33タンパク質がプロテアーゼによるプロセシングを受けて生じることが確認または示唆されているC末端側のポリペプチドであって、生物学的活性を有するものを意味する。 Mature IL-33 protein means a C-terminal polypeptide that has been confirmed or suggested to be produced by processing of full-length IL-33 protein by protease, and has biological activity.
成熟IL-33タンパク質の例としては、全長マウスIL-33タンパク質の102番目から266番目のアミノ酸配列(配列番号2)からなるポリペプチド、全長マウスIL-33タンパク質の109番目から266番目のアミノ酸配列(配列番号3)からなるポリペプチド、全長ヒトIL-33タンパク質の95番目から270番目のアミノ酸配列(配列番号5)からなるポリペプチド、全長ヒトIL-33タンパク質の99番目から270番目のアミノ酸配列(配列番号6)からなるポリペプチド、全長ヒトIL-33タンパク質の109番目から270番目のアミノ酸配列(配列番号7)からなるポリペプチド、および全長ヒトIL-33タンパク質の112番目から270番目のアミノ酸配列(配列番号8)からなるポリペプチドが知られている。これらのタンパク質はいずれも、本開示の方法等において用い得る。ある実施形態では、成熟IL-33タンパク質は配列番号3または8のアミノ酸配列を有する。 Examples of the mature IL-33 protein include a polypeptide consisting of the 102nd to 266th amino acid sequence (SEQ ID NO: 2) of the full-length mouse IL-33 protein, and the 109th to 266th amino acid sequence of the full-length mouse IL-33 protein A polypeptide consisting of (SEQ ID NO: 3); a polypeptide consisting of the 95th to 270th amino acid sequence of the full-length human IL-33 protein (SEQ ID NO: 5); a 99th to 270th amino acid sequence of the full-length human IL-33 protein A polypeptide consisting of SEQ ID NO: 6; a polypeptide consisting of the amino acid sequence from position 109 to position 270 of the full-length human IL-33 protein (SEQ ID NO: 7); and an amino acid position 112 to position 270 of the full-length human IL-33 protein Polypeptide consisting of sequence (SEQ ID NO: 8) It is known. Any of these proteins can be used in the method of the present disclosure and the like. In one embodiment, the mature IL-33 protein has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 8.
例えば、全長マウスIL-33タンパク質の109番目から266番目のアミノ酸配列(配列番号3)からなるポリペプチドは、TNF-αの産生を誘導する活性を有することが確認されている(Bae et al, J Biol Chem. 2012 Mar 9;287(11):8205-13)。また、全長ヒトIL-33タンパク質の112番目から270番目のアミノ酸配列(配列番号8)からなるポリペプチドは、全長ヒトIL-33タンパク質と同等の生物学的活性(例えばST2との結合を介したNF-κBシグナル伝達経路の活性化)を有することが知られている(Cayrol and Girard, PNAS 2009 Jun 2;106(22):9021-6)。 For example, it has been confirmed that a polypeptide consisting of the amino acid sequence from position 109 to position 266 of the full-length mouse IL-33 protein (SEQ ID NO: 3) has an activity of inducing the production of TNF-α (Bae et al, J Biol Chem. 2012 Mar 9; 287 (11): 8205-13). In addition, a polypeptide consisting of the amino acid sequence from position 112 to position 270 of the full-length human IL-33 protein (SEQ ID NO: 8) has a biological activity equivalent to that of the full-length human IL-33 protein (eg, through binding to ST2). NF-κB signaling pathway) (Cayrol and Girard, PNAS 2009 and Jun 2; 106 (22): 9021-6).
全長もしくは成熟IL-33タンパク質と「機能的に同等」とは、当該タンパク質と同質の生物学的活性を有することをいい、ここにいう「同質」とは定性的評価において同じであることを意味する。本開示における全長もしくは成熟IL-33タンパク質の生物学的活性としては、例えば、p38MAPKシグナル経路の活性化、免疫細胞からのTh2サイトカインおよび/または炎症性サイトカイン分泌の誘発、ST2(IL-33の受容体)との結合を介したNF-κBシグナル伝達経路の活性化、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の増殖促進、CD45陽性細胞の活性化の促進等が挙げられる。一つの実施形態において、全長もしくは成熟IL-33タンパク質の生物学的活性は、CD45陽性細胞を活性化させることである。 "Functionally equivalent" to the full-length or mature IL-33 protein means having the same biological activity as the protein, and "same quality" as used herein means being the same in qualitative evaluation. I do. Biological activities of the full-length or mature IL-33 protein in the present disclosure include, for example, activation of the p38 MAPK signaling pathway, induction of Th2 cytokine and / or inflammatory cytokine secretion from immune cells, ST2 (receptor of IL-33 Activation of the NF-κB signal transduction pathway through binding to the body), promotion of proliferation of bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells, promotion of activation of CD45-positive cells, and the like. In one embodiment, the biological activity of the full-length or mature IL-33 protein is to activate CD45 positive cells.
例えば、IL-33は、以下のa)~g)から選択されるポリペプチドであり得る:
a)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド、
b)成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含み、且つ、全長IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
c)全長もしくは成熟IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、
d)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列において1もしくは複数個、例えば、1~10個、1~5個、1~3個または1もしくは2個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、
e)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列と約80%以上、例えば約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、
f)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされ、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、および
g)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列と約70%以上、例えば約75%以上、約80%以上、約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列同一性を有する核酸配列によりコードされ、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド。
For example, IL-33 can be a polypeptide selected from the following a) to g):
a) a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein;
b) a polypeptide comprising the amino acid sequence of mature IL-33 protein and consisting of a partial amino acid sequence of full-length IL-33 protein;
c) a polypeptide comprising or consisting of a partial amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein, and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein;
d) Substitution, deletion, insertion or addition of one or more, for example, 1 to 10, 1 to 5, 1 to 3, or 1 or 2 amino acids in the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein A polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein;
e) the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein is at least about 80%, such as at least about 85%, at least about 90%, at least about 95%, at least about 96%, at least about 97%, at least about 98% or at least about A polypeptide comprising or consisting of an amino acid sequence having 99% or more sequence identity, and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein;
f) a polypeptide encoded by a DNA that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid sequence encoding a full-length or mature IL-33 protein and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein; About 70% or more, such as about 75% or more, about 80% or more, about 85% or more, about 90% or more, about 95% or more, about 96% or more, about 97% or more of the nucleic acid sequence encoding the mature IL-33 protein. As described above, a polypeptide encoded by a nucleic acid sequence having about 98% or more or about 99% or more sequence identity and functionally equivalent to a full-length or mature IL-33 protein.
本開示において、アミノ酸配列または核酸配列の同一性とは、ポリペプチドまたはポリヌクレオチド間の配列の一致の程度を意味し、比較対象の配列の領域にわたって最適な状態(アミノ酸またはヌクレオチドの一致が最大となる状態)にアラインメントされた2つの配列を比較することにより決定される。配列同一性の数値(%)は両方の配列に存在する同一のアミノ酸またはヌクレオチドを決定して、適合部位の数を決定し、次いでこの適合部位の数を比較対象の配列領域内のアミノ酸またはヌクレオチドの総数で割り、得られた数値に100をかけることにより算出される。最適なアラインメントおよび配列同一性を得るためのアルゴリズムとしては、当業者が通常利用可能な種々のアルゴリズム(例えば、BLASTアルゴリズム、FASTAアルゴリズムなど)が挙げられる。配列同一性は、例えばBLAST、FASTAなどの配列解析ソフトウェアを用いて決定され得る。 In the present disclosure, the identity of an amino acid sequence or a nucleic acid sequence refers to the degree of sequence identity between polypeptides or polynucleotides, and is the optimal condition over the region of the sequence to be compared (maximum amino acid or nucleotide identity). Is determined by comparing the two sequences aligned to The sequence identity numbers (%) determine the number of identical amino acids or nucleotides present in both sequences to determine the number of matching sites, and then determine the number of matching sites for amino acids or nucleotides in the sequence region to be compared. Is calculated by dividing by the total number and multiplying the obtained numerical value by 100. Algorithms for obtaining optimal alignment and sequence identity include various algorithms routinely available to those of skill in the art (eg, the BLAST algorithm, the FASTA algorithm, etc.). Sequence identity can be determined using sequence analysis software such as, for example, BLAST, FASTA.
「ストリンジェントな条件下でハイブリダイズする」に関して、ここで使用されるハイブリダイゼーションは、例えば、Molecular Cloning, T. Maniatis et al., CSH Laboratory (1983) 等に記載される通常の方法に準じて行うことができる。また「ストリンジェントな条件下」とは、例えば、6×SSC(1.5M NaCl、0.15M クエン酸三ナトリウムを含む溶液を10×SSCとする)、50%ホルムアミドを含む溶液中で45℃にてハイブリッドを形成させた後、2×SSCで50℃にて洗浄するような条件(Molecular Biology, John Wiley & Sons, N. Y. (1989), 6.3.1-6.3.6)、および、それと同等のストリンジェンシーをもたらす条件を挙げることができる。 Regarding "hybridize under stringent conditions", the hybridization used herein may be carried out, for example, according to a usual method described in Molecular Cloning, T. Maniatis et al., CSH Laboratory or the like (1983). It can be carried out. Further, “under stringent conditions” refers to, for example, 45 ° C. in a solution containing 6 × SSC (a solution containing 1.5 M NaCl and 0.15 M trisodium citrate is called 10 × SSC) and 50% formamide. After forming a hybrid at 50 ° C. with 2 × SSC (Molecular Biology, John Wiley & Sons, N. Y. (1989), 6.3.1-6.3.6), and Conditions that provide equivalent stringency can be mentioned.
全長もしくは成熟IL-33タンパク質またはそれらと機能的に同等なポリペプチドの入手方法は特に限定されず、例えば組換え発現(哺乳類細胞、酵母、大腸菌、昆虫細胞等)、無細胞系を用いた合成等によって製造できるほか、市販品を購入することも可能である。 The method of obtaining the full-length or mature IL-33 protein or a polypeptide functionally equivalent thereto is not particularly limited. For example, recombinant expression (mammalian cells, yeast, E. coli, insect cells, etc.), synthesis using a cell-free system Etc., and it is also possible to purchase a commercial product.
間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法
本開示の間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法は、間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を培養することを特徴とする。この製造方法は、間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を培養することにより、細胞集団に含まれる間葉系幹細胞を増殖させるものである。これらの細胞を培養する培地は、動物細胞(例えば間葉系幹細胞)の培養に用いることが可能なものであれば特に限定されない。例えば、MEM、MEMα、DMEM、GMEM、RPMI 1640、MesenCultTM(STEMCELL Technologies)が挙げられる。
Method for Producing Cell Population Containing Mesenchymal Stem Cells The method for producing a cell population containing mesenchymal stem cells of the present disclosure is characterized by culturing a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells. In this production method, a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells is cultured to proliferate the mesenchymal stem cells contained in the cell population. The medium for culturing these cells is not particularly limited as long as it can be used for culturing animal cells (for example, mesenchymal stem cells). Examples include MEM, MEMα, DMEM, GMEM, RPMI 1640, MesenCult ™ (STEMCELL Technologies).
培養方法は、細胞の利用目的等に応じて適宜調整できる。培養条件は、間葉系幹細胞の生存を可能にするものであれば特に限定されず、例えば、一般的なインキュベーター内で、「37℃、5%O2、5%CO2」、「37℃、5%CO2」等の条件下で、固相上で培養(接着培養)または浮遊培養(例えば、撹拌培養または振盪培養)し得る。なお、好適には接着培養が用いられる。 The culture method can be appropriately adjusted depending on the purpose of use of the cells and the like. The culture conditions are not particularly limited as long as the mesenchymal stem cells can survive. For example, in a general incubator, “37 ° C., 5% O 2 , 5% CO 2 ”, “37 ° C.” , 5% CO 2 ”, etc., on a solid phase (adhesive culture) or suspension culture (eg, stirring culture or shaking culture). Preferably, adhesion culture is used.
培養する間葉系幹細胞の密度は、培養可能な範囲であれば特に限定されないが、例えば1個~約1×1010個/mL、10個~約1×109個/mL、約1×102個~約1×108個/mL、約1×103個~約1×107個/mL、約1×104個~約1×107個/mLであり得る。培養するCD45陽性細胞の密度は、例えば約1×102個~約1×1010個/mL、約1×103個~約1×109個/mL、約1×103個~約1×108個/mL、約1×104個~約1×108個/mL、約1×104個~約1×107個/mLであり得る。培地の交換は、典型的には1~7日に1回、例えば4日または5日に1回、行えばよい。培養の期間は、間葉系幹細胞を含む細胞集団のコロニーが形成されるのに十分な期間であればよく、数日間~数ヵ月間、例えば、3日間~3ヵ月間、4日間~1ヵ月間、5日間~3週間または7日間~14日間であり得る。 The density of the mesenchymal stem cells to be cultured is not particularly limited as long as it can be cultured. For example, 1 to about 1 × 10 10 cells / mL, 10 to about 1 × 10 9 cells / mL, and about 1 × It may be 10 2 to about 1 × 10 8 / mL, about 1 × 10 3 to about 1 × 10 7 / mL, about 1 × 10 4 to about 1 × 10 7 / mL. The density of CD45-positive cells to be cultured is, for example, about 1 × 10 2 to about 1 × 10 10 cells / mL, about 1 × 10 3 to about 1 × 10 9 cells / mL, about 1 × 10 3 to about 1 × 10 3 cells / mL. It can be 1 × 10 8 / mL, about 1 × 10 4 to about 1 × 10 8 / mL, about 1 × 10 4 to about 1 × 10 7 / mL. The medium may be changed typically once every 1 to 7 days, for example, once every 4 or 5 days. The culture period may be a period sufficient to form a colony of a cell population containing mesenchymal stem cells, and may be several days to several months, for example, three days to three months, four days to one month. For 5 days to 3 weeks or 7 days to 14 days.
培地は、間葉系幹細胞の増殖またはCD45陽性細胞の増殖(活性化)を阻害しない限り、さらに他の成分を含んでもよい。ある実施形態では、間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を、CD45陽性細胞を活性化させる物質の存在下で培養する。培養培地に当該物質を添加してもよく、または、含有させてもよい。 The medium may further contain other components as long as the growth of mesenchymal stem cells or the growth (activation) of CD45-positive cells is not inhibited. In certain embodiments, a cell population comprising mesenchymal stem cells and CD45 positive cells is cultured in the presence of a substance that activates CD45 positive cells. The substance may be added to or contained in the culture medium.
ある実施形態では、間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団をIL-33の存在下で培養する。IL-33を含有する培地中で細胞集団を培養してもよく、細胞集団を培養中の培地にIL-33を添加してもよい。培地中のIL-33の濃度は、例えば、約0.01~100ng/mL、約0.1~10ng/mLまたは約0.5~5ng/mLであり得る。 In one embodiment, a cell population comprising mesenchymal stem cells and CD45 positive cells is cultured in the presence of IL-33. The cell population may be cultured in a medium containing IL-33, or IL-33 may be added to the medium in which the cell population is being cultured. The concentration of IL-33 in the medium can be, for example, about 0.01-100 ng / mL, about 0.1-10 ng / mL, or about 0.5-5 ng / mL.
間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を、Notch活性化剤の存在下で培養してもよい。Notch活性化剤としては、例えば、特表2013-518588に記載のdelta-like 1、delta-like 3、delta-like 4、Jagged 1、Jagged 2、Dlk1/Pref1、Contactin1、Contactin6、CCN3/NOV、MAGP1およびMAGP2;特表2017-516486に記載のNotch1アゴニストおよびNotch2アゴニスト;特表2009-502962に記載のPDGF受容体キナーゼ阻害剤(例えば、AG-370又はAG-1296(6,7-ジメトキシ-3-フェニルキノキサリン))、K+及びH+イオノフォア(例えば、ナイジェリシン・Na)、アクチン重合の阻害剤(例えば、サイトカラサンD)、ナトリウム・ポンプ(Na+/K+ATPアーゼ)の阻害剤(例えば、ウアバイン)、ミトコンドリアによる酸化的リン酸化の阻害剤(例えば、FCCP(カルボニルシアニド-4-(トリフルオロメトキシ)-フェニルヒドラゾン)、及びc-Jun N末端キナーゼ(JNK)阻害剤(例えば、SP600125)が挙げられるが、これらに限定されない。かかるNotch活性化剤の中から、適宜選択して使用することができる。これらNotch活性化剤は、CD45陽性細胞を活性化させる物質、例えばIL-33と共に用いても良い。 A cell population comprising mesenchymal stem cells and CD45 positive cells may be cultured in the presence of a Notch activator. Examples of the Notch activator include, for example, delta-like 1, delta-like 3, delta-like 4, Jagged 1, Jugged 2, Dlk1 / Pref1, Contactin1, Contactin6, CCN3 / NO4 described in JP-A-2013-518588. MAGP1 and MAGP2; Notch1 agonist and Notch2 agonist described in JP-T-2017-516486; PDGF receptor kinase inhibitors described in JP-T-2009-502962 (eg, AG-370 or AG-1296 (6,7-dimethoxy-3) - phenylquinoxaline)), K + and H + ionophore (e.g., nigericin-Na), an inhibitor of actin polymerization (e.g., site Kara San D), sodium pump (Na + K + ATP-ase) inhibitor (e.g., Ouabain), an inhibitor of oxidative phosphorylation by mitochondria (e.g., FCCP (carbonyl cyanide-4- (trifluoromethoxy) - phenyl hydrazone), and c-Jun N-terminal Kinase (JNK) inhibitors (eg, SP600125) include, but are not limited to, such Notch activators that can be appropriately selected and used.These Notch activators include CD45-positive cells. May be used together with a substance that activates, for example, IL-33.
CD45陽性細胞を活性化させる物質によってCD45陽性細胞を活性化した後、活性化されたCD45陽性細胞と間葉系幹細胞とを共培養してもよい。ここで、CD45陽性細胞を活性化させた後に、当該物質とCD45陽性細胞とを分離し、CD45陽性細胞を間葉系幹細胞と共培養してもよい。CD45陽性細胞を活性化させる物質がCD45陽性細胞の増殖を促進する物質である場合、活性化したCD45陽性細胞と間葉系幹細胞との共培養は、増殖したCD45陽性細胞と間葉系幹細胞との共培養を意味する。 After activating CD45-positive cells with a substance that activates CD45-positive cells, the activated CD45-positive cells and mesenchymal stem cells may be co-cultured. Here, after activating the CD45-positive cells, the substance may be separated from the CD45-positive cells, and the CD45-positive cells may be co-cultured with the mesenchymal stem cells. When the substance that activates CD45-positive cells is a substance that promotes the proliferation of CD45-positive cells, co-culture of the activated CD45-positive cells and mesenchymal stem cells is performed by using the expanded CD45-positive cells and mesenchymal stem cells. Means co-culture.
ある実施形態では、培地は分化誘導剤を含まない。換言すれば、当該培地は、分化用途ではなく、細胞の増殖または維持のために使用される培地である。本開示において、分化誘導剤とは、特定の細胞種への分化を誘導する物質を意味し、特に、間葉系の細胞種への分化を誘導する物質である。分化誘導剤の例には、骨芽細胞への分化誘導剤としてデキサメタゾン、β-グリセロリン酸、L-アスコルビン酸2-リン酸が含まれ、脂肪細胞への分化誘導剤として、イソブチルメチルキサンチン(IBMX)、デキサメタゾン、インスリン、インドメタシンが含まれ、軟骨細胞への分化誘導剤として、デキサメタゾン、インスリン、L-アスコルビン酸2-リン酸、L-プロリン、ピルビン酸塩、形質転換増殖因子(TGF-b3)、骨形成タンパク質2(BMP-2)、インスリン様成長因子(IGF)が含まれる。なお、「分化誘導剤を含まない」とは、培地が分化誘導剤を実質的に含まないこと、すなわち、分化を誘導するレベルまたは量で含まないことを意味する。 In certain embodiments, the medium does not contain a differentiation inducing agent. In other words, the medium is not used for differentiation but for growth or maintenance of cells. In the present disclosure, a differentiation inducing agent means a substance that induces differentiation into a specific cell type, and particularly a substance that induces differentiation into a mesenchymal cell type. Examples of the differentiation inducer include dexamethasone, β-glycerophosphate, and L-ascorbic acid 2-phosphate as differentiation inducers for osteoblasts, and isobutyl methylxanthine (IBMX) as a differentiation inducer for adipocytes. ), Dexamethasone, insulin, indomethacin, and as a chondrocyte differentiation inducer, dexamethasone, insulin, L-ascorbic acid 2-phosphate, L-proline, pyruvate, transforming growth factor (TGF-b3) , Bone morphogenetic protein 2 (BMP-2), and insulin-like growth factor (IGF). The expression "not containing a differentiation-inducing agent" means that the culture medium does not substantially contain a differentiation-inducing agent, that is, does not contain a differentiation-inducing agent at a level or an amount that induces differentiation.
上記製造方法により得られる間葉系幹細胞を含む細胞集団は、間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞以外の他のいかなる細胞を含んでもよく、例えば、非幹細胞を例示できる。 細胞 The cell population containing mesenchymal stem cells obtained by the above production method may contain any other cells other than mesenchymal stem cells and CD45-positive cells, and examples thereof include non-stem cells.
上記製造方法において、培養後の間葉系幹細胞を分離してもよい。例えば、間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を固相上で培養することにより、間葉系幹細胞を分離し得る。間葉系幹細胞を分離するための固相上の培養においては、例えば、1回以上の継代培養を行ってもよく、継代後の培地はCD45陽性細胞を活性化させる物質を含まない培地としてもよい。培養終了後に、固相に付着している細胞を、間葉系幹細胞を含む細胞集団として回収し得る。例えば、非付着性細胞を含む培地を除去することにより、間葉系幹細胞を含む細胞集団を回収し得る。さらに、トリプシンなどの酵素処理により付着性細胞を固相から剥離させてもよい。 に お い て In the above production method, mesenchymal stem cells after culture may be separated. For example, mesenchymal stem cells can be isolated by culturing a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells on a solid phase. In the culture on a solid phase for isolating mesenchymal stem cells, for example, one or more subcultures may be performed, and the subcultured medium is a medium containing no substance that activates CD45-positive cells. It may be. After completion of the culture, the cells attached to the solid phase can be collected as a cell population including mesenchymal stem cells. For example, by removing the medium containing non-adherent cells, a cell population containing mesenchymal stem cells can be recovered. Furthermore, the adherent cells may be detached from the solid phase by treatment with an enzyme such as trypsin.
あるいは、間葉系幹細胞の分離は、間葉系幹細胞をターゲットとしたセルソーティング(FACS、MACS等)により行ってもよい。間葉系幹細胞をターゲットとしたセルソーティングは、例えば間葉系幹細胞の表面マーカーに対する抗体を用いて行うことができる。得られた間葉系幹細胞を含む細胞集団を、他の細胞、例えばCD45陽性細胞の生存または増殖を抑制する薬剤(例えば、Mesenpure(STEMCELL Technologies))の存在下で培養することにより、間葉系幹細胞を分離(精製)してもよい。
尚、間葉系幹細胞の分離に際しては、継代培養とセルソーティングの一方のみを行ってもよく、両方行ってもよい。
Alternatively, mesenchymal stem cells may be separated by cell sorting (FACS, MACS, etc.) targeting mesenchymal stem cells. Cell sorting targeting mesenchymal stem cells can be performed, for example, using an antibody against a surface marker of mesenchymal stem cells. By culturing the obtained cell population containing mesenchymal stem cells in the presence of an agent (for example, Mesenpure (STEMCELL Technologies)) that suppresses the survival or proliferation of other cells, for example, CD45-positive cells, Stem cells may be separated (purified).
When mesenchymal stem cells are separated, only one of subculture and cell sorting may be performed, or both may be performed.
間葉系幹細胞の培養方法
本開示はまた、間葉系幹細胞を、CD45陽性細胞を活性化させる物質(例えばIL-33)の存在下でCD45陽性細胞と共培養する工程を含む、間葉系幹細胞の培養方法を提供する。この培養方法は、間葉系幹細胞の増殖を促進する。「共培養」とは、間葉系幹細胞とCD45陽性細胞の細胞間接触が可能な状態で細胞を培養することを意味する。共培養は、上記の間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法における培養に準じて実施し得る。
Method of culturing mesenchymal stem cells The present disclosure also includes a step of co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells in the presence of a substance that activates CD45-positive cells (eg, IL-33). A method for culturing a stem cell is provided. This culture method promotes the growth of mesenchymal stem cells. “Co-culture” means that cells are cultured in a state where cell-to-cell contact between mesenchymal stem cells and CD45-positive cells is possible. Co-culture can be performed according to the culture in the above-described method for producing a cell population containing mesenchymal stem cells.
CD45陽性細胞の培養方法または製造方法
本開示はまた、CD45陽性細胞をIL-33の存在下で培養する工程を含む、CD45陽性細胞の培養方法を提供する。この培養方法は、CD45陽性細胞の増殖を促進する。この培養方法は、上記の間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団の培養に準じて、IL-33の存在下でCD45陽性細胞を含む細胞集団を培養することにより、実施し得る。ここで、細胞集団は、間葉系幹細胞を含んでも含まなくてもよい。また、この培養方法によりCD45陽性細胞を増殖させる工程を含む、CD45陽性細胞を含む細胞集団の製造方法が提供される。
Method for culturing or producing CD45-positive cells The present disclosure also provides a method for culturing CD45-positive cells, comprising culturing CD45-positive cells in the presence of IL-33. This culture method promotes the growth of CD45 positive cells. This culture method can be carried out by culturing a cell population containing CD45-positive cells in the presence of IL-33 according to the culture of a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells described above. Here, the cell population may or may not include mesenchymal stem cells. Also provided is a method for producing a cell population containing CD45-positive cells, comprising a step of expanding CD45-positive cells by this culture method.
当該CD45陽性細胞の培養方法または製造方法は、間葉系幹細胞との共培養または間葉系幹細胞を培養するための培地もしくは培地添加剤のために使用されるCD45陽性細胞を製造する方法として適用されるものであってよい。 The method for culturing or producing CD45-positive cells is applicable as a method for producing CD45-positive cells used for co-culture with mesenchymal stem cells or a medium or a medium additive for culturing mesenchymal stem cells. May be performed.
培地または培地添加剤
ある実施形態では、本開示は、上記の方法のいずれかに用いることができる培地または培地添加剤を提供する。例えば、CD45陽性細胞を含有する、間葉系幹細胞の培養に用いるための培地または培地添加剤;CD45陽性細胞およびCD45陽性細胞を活性化させる物質(例えばIL-33)を含有する、間葉系幹細胞の培養に用いるための培地または培地添加剤;CD45陽性細胞を活性化させる物質(例えばIL-33)を含有する、間葉系幹細胞とCD45陽性細胞の共培養に用いるための培地または培地添加剤;IL-33を含有する、CD45陽性細胞の培養に用いるための培地または培地添加剤が提供され得る。ある実施形態では、培地または培地添加剤は、間葉系幹細胞の増殖を促進するための培地または培地添加剤である。
Media or Media Additives In certain embodiments, the present disclosure provides media or media additives that can be used in any of the methods described above. For example, a medium or a medium additive for use in culturing mesenchymal stem cells containing CD45-positive cells; a mesenchymal system containing CD45-positive cells and a substance that activates CD45-positive cells (eg, IL-33) A medium or medium additive for use in culturing stem cells; a medium or medium supplement containing a substance for activating CD45-positive cells (eg, IL-33) for use in co-culture of mesenchymal stem cells and CD45-positive cells An agent; a medium or a medium additive for use in culturing CD45-positive cells, which contains IL-33, may be provided. In certain embodiments, the media or media additive is a media or media additive for promoting the growth of mesenchymal stem cells.
培地は、例えば、間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法について先に記載した一般的な動物細胞培養用の培地に、CD45陽性細胞および/またはCD45陽性細胞を活性化させる物質を添加したものであり得る。培地のCD45陽性細胞および/またはCD45陽性細胞を活性化させる物質以外の成分組成は、当該培地が動物細胞(例えば間葉系幹細胞)の培養に用いることが可能なものである限り、特に限定されない。培地は、間葉系幹細胞またはCD45陽性細胞の増殖を阻害しない限り、さらに他の成分を含んでもよく、例えば、Notch活性化剤を含み得る。また、例えば、培地は分化誘導剤を含まないものとしてもよい。培地はいかなる形態で提供されてもよく、例えば、そのまま使用できる液体培地、希釈または溶解して使用するための濃縮物、固形物または凍結乾燥物として提供され得る。培地は、いかなる容器中に提供されてもよい。 The medium is, for example, a medium obtained by adding a substance that activates CD45-positive cells and / or CD45-positive cells to the general medium for animal cell culture described above for the method for producing a cell population containing mesenchymal stem cells Can be The component composition of the medium other than the CD45-positive cells and / or the substance that activates the CD45-positive cells is not particularly limited as long as the medium can be used for culturing animal cells (eg, mesenchymal stem cells). . The medium may further contain other components as long as it does not inhibit the growth of mesenchymal stem cells or CD45-positive cells, and may contain, for example, a Notch activator. Further, for example, the medium may not contain a differentiation inducer. The medium may be provided in any form, for example, a liquid medium that can be used as it is, a concentrate for use by diluting or dissolving, a solid, or a lyophilized product. The medium may be provided in any container.
培地添加剤は、間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法について先に記載したCD45陽性細胞および/またはCD45陽性細胞を活性化させる物質を、動物細胞の培養に許容し得る任意の成分と共に含み得る。培地添加剤は、間葉系幹細胞の増殖またはCD45陽性細胞の増殖(活性化)を阻害しない限り、さらに他の成分を含んでもよく、例えば、Notch活性化剤を含み得る。培地添加剤はいかなる剤形で提供されてもよく、例えば、顆粒、粉末、錠剤などの固体、溶液、懸濁液、乳濁液などの液体、あるいは、固体、半固体または液体を封入したカプセルとして提供され得るが、これらに限定されない。培地添加剤は、いかなる容器中に提供されてもよい。培地添加剤は、例えば、間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法について先に記載した一般的な動物細胞培養用の培地に添加し得る。 The culture medium additive contains the CD45-positive cells and / or the substance that activates the CD45-positive cells described above for the method for producing a cell population including mesenchymal stem cells, together with any components that are acceptable for culturing animal cells. obtain. The culture medium additive may further contain other components as long as it does not inhibit the growth of mesenchymal stem cells or the growth (activation) of CD45-positive cells, and may include, for example, a Notch activator. The medium additive may be provided in any dosage form, for example, a solid such as granules, powders and tablets, a liquid such as a solution, a suspension or an emulsion, or a capsule encapsulating a solid, semi-solid or liquid. , But is not limited thereto. The media additive may be provided in any container. The culture medium additive can be added to, for example, a general culture medium for animal cells described above for the method for producing a cell population containing mesenchymal stem cells.
間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法
ある態様では、本開示は、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法を提供する。
具体的には、工程1)にて、対照培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養し、工程2)にて、対照培地に被験物質を添加した培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する。そして、工程3)において、工程2)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する。
Method for Screening a Substance that Promotes Proliferation of Mesenchymal Stem Cells In one aspect, the present disclosure provides a method for screening a substance that promotes proliferation of mesenchymal stem cells.
Specifically, in step 1), mesenchymal stem cells are co-cultured with CD45-positive cells using a control medium, and in step 2), mesenchymal stem cells are cultured using a medium in which a test substance is added to the control medium. Stem cells are co-cultured with CD45 positive cells. Then, in step 3), when the number of mesenchymal stem cells obtained in step 2) is larger than the number of mesenchymal stem cells obtained in step 1), the test substance is replaced with mesenchymal stem cells. It is selected as a candidate for a substance that promotes growth.
本開示のスクリーニング方法の工程1)および2)は、上記の間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法および培養方法を参照して実施し得る。
「被験物質」には、ポリペプチド、タンパク質、アミノ酸、核酸、脂質、糖質、低分子化合物などの、あらゆる物質が包含される。被験物質は、典型的には、精製、単離されているものを使用できるが、未精製または未単離の粗精製品、または、被験物質を生成する生細胞であってもよい。被験物質は、化合物ライブラリー、核酸ライブラリー、ランダムペプチドライブラリーなどの形態で提供されてもよく、また、天然物として提供されてもよい。
Steps 1) and 2) of the screening method of the present disclosure can be performed with reference to the method for producing and culturing a cell population containing mesenchymal stem cells described above.
The “test substance” includes all substances such as polypeptides, proteins, amino acids, nucleic acids, lipids, carbohydrates, low molecular weight compounds and the like. The test substance may typically be purified and isolated, but may be an unpurified or unisolated crude product, or a live cell that produces the test substance. The test substance may be provided in the form of a compound library, a nucleic acid library, a random peptide library, or the like, or may be provided as a natural product.
本開示の間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法の工程3)では、コロニー数を計数して細胞数とみなしてもよく、細胞数を計数してもよい。細胞を固相上で培養した場合は、細胞を固相に付着したままの状態で計数してもよく、細胞を酵素処理等により固相から剥離させ、細胞数を計数してもよい。細胞数の計数には、当業者に周知の方法を用いることができる。「間葉系幹細胞の数」は、例えば間葉系幹細胞の代表的な表面マーカーの発現(例えばPDGFRα陽性、且つCD45陰性)を指標にしたFACS解析等により決定し得る。あるいは、免疫蛍光染色等を行い、間葉系幹細胞の表面マーカーを発現する細胞を固相に付着したままの状態で計数して間葉系幹細胞の数とみなしてもよい。ここで、「細胞の数が多い」とは、細胞の数が比較対象よりも少なくとも3%、5%または10%多いことを意味し、少なくとも10%多いことが好ましい。 In step 3) of the method of screening for a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells of the present disclosure, the number of colonies may be counted and regarded as the number of cells, or the number of cells may be counted. When cells are cultured on a solid phase, the cells may be counted while they are still attached to the solid phase, or the cells may be separated from the solid phase by enzyme treatment or the like, and the number of cells may be counted. For the counting of the number of cells, a method well known to those skilled in the art can be used. The “number of mesenchymal stem cells” can be determined by, for example, FACS analysis using the expression of a representative surface marker of mesenchymal stem cells (eg, PDGFRα positive and CD45 negative) as an index. Alternatively, immunofluorescent staining or the like may be performed, and cells expressing the surface marker of the mesenchymal stem cells may be counted while remaining attached to the solid phase, and regarded as the number of mesenchymal stem cells. Here, “the number of cells is large” means that the number of cells is at least 3%, 5% or 10% more than that of the comparison target, and preferably at least 10% more.
本開示のスクリーニング方法では、陽性対照として、IL-33を使用してもよい。IL-33を添加した培地において間葉系幹細胞の増殖が促進されれば、実験系が機能していることが担保される。従って、本開示のスクリーニング方法は、1’)対照培地にIL-33を添加した培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程をさらに含み得、工程3)において、工程2)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多く、且つ、工程1’)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択し得る。
で は In the screening method of the present disclosure, IL-33 may be used as a positive control. If the growth of mesenchymal stem cells is promoted in a medium supplemented with IL-33, it is assured that the experimental system is functioning. Therefore, the screening method of the present disclosure may further include 1 ′) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a medium supplemented with IL-33 in a control medium. The number of mesenchymal stem cells obtained by step 1) is greater than the number of mesenchymal stem cells obtained by step 1), and the number of mesenchymal stem cells obtained by
従って、ある実施形態では、以下の工程を含む、陽性対照を用いて間葉系幹細胞の増殖を促進する物質をスクリーニングする方法が提供される:
1)対照培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、
1’)対照培地にIL-33を添加した培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、
2)対照培地に被験物質を添加した培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、および、
3)工程2)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多く、且つ、工程1’)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。
Accordingly, in one embodiment, there is provided a method of screening for a substance that promotes the proliferation of mesenchymal stem cells using a positive control, comprising the steps of:
1) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a control medium,
1 ′) a step of co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a control medium supplemented with IL-33,
2) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a medium in which a test substance is added to a control medium; and
3) The number of mesenchymal stem cells obtained in step 2) is greater than the number of mesenchymal stem cells obtained in step 1), and the number of mesenchymal stem cells obtained in
ある態様では、以下の工程を含む、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法が提供される:
1)対照培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、
2)IL-33を対照培地に添加した培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、
3)対照培地に被験物質を添加した培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、および
4)工程2)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも多く、且つ、工程3)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。
この方法は、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質をスクリーニングする方法に準じて実施し得る。
In one aspect, there is provided a method for screening a substance that promotes the growth of CD45-positive cells, comprising the following steps:
1) culturing CD45-positive cells using a control medium,
2) a step of culturing CD45-positive cells using a medium in which IL-33 is added to a control medium;
3) the step of culturing CD45-positive cells using a medium in which a test substance is added to a control medium; and 4) the number of CD45-positive cells obtained in step 2) is the number of CD45-positive cells obtained in step 1) If the number of CD45-positive cells obtained in step 3) is greater than the number of CD45-positive cells obtained in step 1), the test substance is used to promote the proliferation of CD45-positive cells. A step of selecting as a substance candidate;
This method can be performed according to the method of screening for a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells.
本開示により、例えば、下記の実施形態が提供される。
[1]間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法。
[2]間葉系幹細胞の増殖を促進するために間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む細胞集団の製造方法。
[3]間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を培養する工程を含む、間葉系幹細胞の増殖を促進する方法。
[4]間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団が、骨髄由来の間葉系幹細胞を含む、第1項~第3項のいずれかに記載の方法。
[5]間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団が、骨髄由来のCD45陽性細胞を含む、第1項~第4項のいずれかに記載の方法。
[6]間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団が、骨髄由来細胞である、第1項~第5項のいずれかに記載の方法。
[7]得られる間葉系幹細胞を含む細胞集団から間葉系幹細胞を分離する工程をさらに含む、第1項~第6項のいずれかに記載の方法。
[8]間葉系幹細胞を分離する工程が、a)1回以上の継代培養、および/または、b)間葉系幹細胞をターゲットとしたセルソーティングを含む、第7項に記載の方法。
According to the present disclosure, for example, the following embodiments are provided.
[1] A method for producing a cell population containing mesenchymal stem cells, comprising a step of culturing a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells.
[2] A method for producing a cell population containing mesenchymal stem cells, comprising a step of culturing a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells in order to promote the proliferation of mesenchymal stem cells.
[3] A method for promoting the proliferation of mesenchymal stem cells, comprising a step of culturing a cell population containing mesenchymal stem cells and CD45-positive cells.
[4] The method according to any one of
[5] The method according to any one of
[6] The method according to any one of
[7] The method according to any one of
[8] The method according to item 7, wherein the step of isolating the mesenchymal stem cells comprises a) one or more subcultures and / or b) cell sorting targeting the mesenchymal stem cells.
[9]間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を固相上で培養する、第1項~第8項のいずれかに記載の方法。
[10]培養後に固相に付着している細胞を間葉系幹細胞を含む細胞集団として回収する工程をさらに含む、第9項に記載の方法。
[11]固相がコーティングされている、第9項または第10項に記載の方法。
[12]固相がコラーゲンI、ラミニン、ビトロネクチン、フィブロネクチン、ポリL-リジンまたはポリL-オルニチンでコーティングされている、第9項~第11項のいずれかに記載の方法。
[13]固相がコラーゲンIでコーティングされている、第9項~第12項のいずれかに記載の方法。
[14]得られる間葉系幹細胞を含む細胞集団が、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞である、第9項~第13項のいずれかに記載の方法。
[9] The method according to any one of
[10] The method according to item 9, further comprising a step of collecting cells adhering to the solid phase after culturing as a cell population containing mesenchymal stem cells.
[11] The method according to
[12] The method according to any one of items 9 to 11, wherein the solid phase is coated with collagen I, laminin, vitronectin, fibronectin, poly L-lysine or poly L-ornithine.
[13] The method according to any of items 9 to 12, wherein the solid phase is coated with collagen I.
[14] The method according to any of items 9 to 13, wherein the obtained cell population containing mesenchymal stem cells is bone marrow-derived adherent cells containing mesenchymal stem cells.
[15]間葉系幹細胞およびCD45陽性細胞を含む細胞集団を、CD45陽性細胞を活性化させる物質の存在下で培養する、第1項~第14項のいずれかに記載の方法。
[16]CD45陽性細胞を活性化させる物質がIL-33である、第15項に記載の方法。
[17]間葉系幹細胞を、IL-33の存在下でCD45陽性細胞と共培養する工程を含む、間葉系幹細胞の培養方法。
[18]間葉系幹細胞を、IL-33の存在下でCD45陽性細胞と共培養する工程を含む、間葉系幹細胞の増殖を促進する方法。
[19]CD45陽性細胞をIL-33の存在下で培養する工程を含む、CD45陽性細胞の培養方法。
[15] The method according to any one of
[16] The method according to item 15, wherein the substance that activates CD45-positive cells is IL-33.
[17] A method for culturing mesenchymal stem cells, comprising a step of co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells in the presence of IL-33.
[18] A method for promoting the growth of mesenchymal stem cells, comprising the step of co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells in the presence of IL-33.
[19] A method for culturing CD45-positive cells, comprising culturing CD45-positive cells in the presence of IL-33.
[20]IL-33が、
a)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド、
b)成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含み、且つ、全長IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
c)全長もしくは成熟IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、
d)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列において1もしくは複数個、例えば、1~10個、1~5個、1~3個または1もしくは2個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、
e)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列と約80%以上、例えば約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、
f)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされ、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、および
g)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列と約70%以上、例えば約75%以上、約80%以上、約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列同一性を有する核酸配列によりコードされ、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド
からなる群から選択される、第16項~第19項のいずれかに記載の方法。
[20] IL-33 is
a) a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein;
b) a polypeptide comprising the amino acid sequence of mature IL-33 protein and consisting of a partial amino acid sequence of full-length IL-33 protein;
c) a polypeptide comprising or consisting of a partial amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein, and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein;
d) Substitution, deletion, insertion or addition of one or more, for example, 1 to 10, 1 to 5, 1 to 3, or 1 or 2 amino acids in the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein A polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein;
e) the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein is at least about 80%, such as at least about 85%, at least about 90%, at least about 95%, at least about 96%, at least about 97%, at least about 98% or at least about A polypeptide comprising or consisting of an amino acid sequence having 99% or more sequence identity, and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein;
f) a polypeptide encoded by a DNA that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid sequence encoding a full-length or mature IL-33 protein and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein; About 70% or more, such as about 75% or more, about 80% or more, about 85% or more, about 90% or more, about 95% or more, about 96% or more, about 97% or more of the nucleic acid sequence encoding the mature IL-33 protein. As set forth in any one of claims 16 to 16, selected from the group consisting of polypeptides encoded by nucleic acid sequences having about 98% or more or about 99% or more sequence identity and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33
[21]IL-33が、
a)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド、
b)成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含み、且つ、全長IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
c)全長もしくは成熟IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
d)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列において1~10個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
e)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列と約90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
f)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされ、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、および
g)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列と約90%以上の配列同一性を有する核酸配列によりコードされ、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド
からなる群から選択される、第16項~第20項のいずれかに記載の方法。
[21] IL-33 is
a) a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein;
b) a polypeptide comprising the amino acid sequence of mature IL-33 protein and consisting of a partial amino acid sequence of full-length IL-33 protein;
c) a polypeptide that comprises or consists of the amino acid sequence of a part of the full-length or mature IL-33 protein and activates CD45-positive cells;
d) Activating CD45-positive cells, comprising or consisting of an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been substituted, deleted, inserted or added in the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein Polypeptide,
e) a polypeptide which comprises or consists of an amino acid sequence having about 90% or more sequence identity with the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein, and which activates CD45-positive cells;
f) a polypeptide encoded by DNA that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid sequence encoding a full-length or mature IL-33 protein and activating CD45-positive cells; and g) a full-length or mature IL-33 protein. 21. Any of paragraphs 16 to 20, encoded by a nucleic acid sequence having at least about 90% sequence identity with the encoding nucleic acid sequence, selected from the group consisting of polypeptides that activate CD45-positive cells. the method of.
[22]IL-33が、全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第16項~第21項のいずれかに記載の方法。
[23]IL-33が、全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第16項~第22項のいずれかに記載の方法。
[24]IL-33が、配列番号1~8のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第16項~第23項に記載の方法。
[25]IL-33が、配列番号1~8のいずれかのアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第16項~第24項のいずれかに記載の方法。
[26]IL-33をコードする核酸配列が、配列番号9~16のいずれかの核酸配列を含む、第16項~第25項のいずれかに記載の方法。
[27]IL-33が、配列番号3または8のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第16項~第26項のいずれかに記載の方法。
[28]IL-33が、配列番号3または8のアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第16項~第27項のいずれかに記載の方法。
[29]IL-33をコードする核酸配列が、配列番号11または16の核酸配列を含む、第16項~第28項のいずれかに記載の方法。
[30]IL-33が、配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第16項~第29項のいずれかに記載の方法。
[31]IL-33が、配列番号3のアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第16項~第30項のいずれかに記載の方法。
[32]IL-33をコードする核酸配列が、配列番号11の核酸配列を含む、第16項~第31項のいずれかに記載の方法。
[33]IL-33の濃度が約0.01~100ng/mLである、第16項~第32項のいずれかに記載の方法。
[34]IL-33の濃度が約0.1~10ng/mLである、第16項~第33項のいずれかに記載の方法。
[35]IL-33の濃度が約0.5~5ng/mLである、第16項~第34項のいずれかに記載の方法。
[36]骨髄由来細胞をIL-33の存在下において固相上で培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法。
[22] The method according to any of paragraphs 16 to 21, wherein IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein.
[23] The method according to any one of Items 16 to 22, wherein IL-33 is a polypeptide consisting of an amino acid sequence of a full-length or mature IL-33 protein.
[24] The method according to any one of paragraphs 16 to 23, wherein IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 8.
[25] The method according to any of paragraphs 16 to 24, wherein IL-33 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence of any of SEQ ID NOs: 1 to 8.
[26] The method according to any of paragraphs 16 to 25, wherein the nucleic acid sequence encoding IL-33 comprises the nucleic acid sequence of any of SEQ ID NOs: 9 to 16.
[27] The method according to any of paragraphs 16 to 26, wherein IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 8.
[28] The method according to any of paragraphs 16 to 27, wherein IL-33 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 8.
[29] The method according to any of paragraphs 16 to 28, wherein the nucleic acid sequence encoding IL-33 comprises the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 11 or 16.
[30] The method of any one of paragraphs 16 to 29, wherein IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
[31] The method according to any of paragraphs 16 to 30, wherein IL-33 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
[32] The method of any of paragraphs 16 through 31, wherein the nucleic acid sequence encoding IL-33 comprises the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 11.
[33] The method according to any of paragraphs 16 to 32, wherein the concentration of IL-33 is about 0.01 to 100 ng / mL.
[34] The method according to any one of paragraphs 16 to 33, wherein the concentration of IL-33 is about 0.1 to 10 ng / mL.
[35] The method according to any of paragraphs 16 to 34, wherein the concentration of IL-33 is about 0.5 to 5 ng / mL.
[36] A method for producing bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells, comprising a step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase in the presence of IL-33.
[37]CD45陽性細胞を含有する、間葉系幹細胞の培養に用いるための培地または培地添加剤。
[38]CD45陽性細胞を含有する、間葉系幹細胞の増殖を促進するための培地または培地添加剤。
[39]IL-33をさらに含有する、第37項または第38項に記載の培地または培地添加剤。
[40]IL-33を含有する、間葉系幹細胞とCD45陽性細胞の共培養に用いるための培地または培地添加剤。
[41]IL-33を含有する、CD45陽性細胞の培養に用いるための培地または培地添加剤。
[42]IL-33が、
a)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド
b)成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含み、且つ、全長IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列からなるポリペプチド
c)全長もしくは成熟IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド
d)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列において1もしくは複数個、例えば、1~10個、1~5個、1~3個または1もしくは2個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド
e)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列と約80%以上、例えば約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド
f)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされ、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチド、および
g)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列と約70%以上、例えば約75%以上、約80%以上、約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列同一性を有する核酸配列によりコードされ、全長もしくは成熟IL-33タンパク質と機能的に同等なポリペプチドからなる群から選択される、第39項~第41項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[37] A medium or a medium additive for use in culturing mesenchymal stem cells, which contains CD45-positive cells.
[38] A medium or medium additive for promoting the growth of mesenchymal stem cells, comprising a CD45-positive cell.
[39] The medium or medium additive according to paragraph 37 or 38, further comprising IL-33.
[40] A medium or medium additive for use in co-culture of mesenchymal stem cells and CD45-positive cells, comprising IL-33.
[41] A medium or a medium additive for use in culturing CD45-positive cells, comprising IL-33.
[42] IL-33 is
a) a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein b) an amino acid sequence comprising the amino acid sequence of the mature IL-33 protein and part of the full-length IL-33 protein C) a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of a part of the full-length or mature IL-33 protein and functionally equivalent to the full-length or mature IL-33 protein d) full-length or mature An amino acid sequence in which one or more, for example, 1 to 10, 1 to 5, 1 to 3, or 1 or 2 amino acids has been substituted, deleted, inserted or added in the amino acid sequence of IL-33 protein. A full-length or mature IL-33 protein comprising or consisting of the amino acid sequence Functionally equivalent polypeptides e) about 80% or more, such as about 85% or more, about 90% or more, about 95% or more, about 96% or more, about 97% or more of the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein A) a polypeptide comprising or consisting of an amino acid sequence having at least about 98% or more than about 99% sequence identity, or comprising a functional equivalent of a full-length or mature IL-33 protein f) full-length or mature IL A polypeptide encoded by DNA that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid sequence encoding a full-length or mature IL-33 protein, and g) a full-length or mature IL-33 protein. About 70% or more, such as about 75% or more, about 80% or more, about 85% or more Encoded by a nucleic acid sequence having a sequence identity of about 90% or more, about 95% or more, about 96% or more, about 97% or more, about 98% or more, or about 99% or more, and functions with full-length or mature IL-33 protein 42. The medium or medium additive according to any of paragraphs 39 to 41, which is selected from the group consisting of polypeptides that are equivalent to each other.
[43]IL-33が、
a)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド、
b)成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含み、且つ、全長IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
c)全長もしくは成熟IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
d)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列において1~10個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
e)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列と約90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
f)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされ、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、および
g)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列と約90%以上の配列同一性を有する核酸配列によりコードされ、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド
からなる群から選択される、第39項~第42項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[43] IL-33 is
a) a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein;
b) a polypeptide comprising the amino acid sequence of mature IL-33 protein and consisting of a partial amino acid sequence of full-length IL-33 protein;
c) a polypeptide that comprises or consists of the amino acid sequence of a part of the full-length or mature IL-33 protein and activates CD45-positive cells;
d) Activating CD45-positive cells, comprising or consisting of an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been substituted, deleted, inserted or added in the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein Polypeptide,
e) a polypeptide which comprises or consists of an amino acid sequence having about 90% or more sequence identity with the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein, and which activates CD45-positive cells;
f) a polypeptide encoded by DNA that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid sequence encoding a full-length or mature IL-33 protein and activating CD45-positive cells; and g) a full-length or mature IL-33 protein. 43. The method according to any of paragraphs 39 to 42, wherein the nucleic acid sequence is encoded by a nucleic acid sequence having about 90% or more sequence identity with the encoding nucleic acid sequence and is selected from the group consisting of polypeptides that activate CD45-positive cells. Medium or medium additive.
[44]IL-33が、全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第39項~第43項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[45]IL-33が、全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第39項~第44項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[46]IL-33が、配列番号1~8のいずれかのアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第39項~第45項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[47]IL-33が、配列番号1~8のいずれかのアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第39項~第46項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[48]IL-33をコードする核酸配列が、配列番号9~16のいずれかの核酸配列を含む、第39項~第47項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[49]IL-33が、配列番号3または8のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第39項~第48項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[50]IL-33が、配列番号3または8のアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第39項~第49項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[51]IL-33をコードする核酸配列が、配列番号11または16の核酸配列を含む、第39項~第50項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[52]IL-33が、配列番号3のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第39項~第51項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[53]IL-33が、配列番号3のアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第39項~第52項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[54]IL-33をコードする核酸配列が、配列番号11の核酸配列を含む、第39項~第53項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[55]培地中のIL-33の濃度が約0.01~100ng/mLである、第39項~第54項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[56]培地中のIL-33の濃度が約0.1~10ng/mLである、第39項~第55項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[57]培地中のIL-33の濃度が約0.5~5ng/mLである、第39項~第56項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
[44] The medium or the medium additive according to any of items 39 to 43, wherein the IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein.
[45] The medium or medium additive according to any one of items 39 to 44, wherein IL-33 is a polypeptide consisting of an amino acid sequence of a full-length or mature IL-33 protein.
[46] The medium or the medium additive according to any one of items 39 to 45, wherein IL-33 is a polypeptide comprising any one of the amino acid sequences of SEQ ID NOS: 1 to 8.
[47] The medium or the medium additive according to any of items 39 to 46, wherein IL-33 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 1 to 8.
[48] The medium or the medium additive according to any of items 39 to 47, wherein the nucleic acid sequence encoding IL-33 comprises any one of the nucleic acid sequences of SEQ ID NOS: 9 to 16.
[49] The medium or the medium additive according to any of items 39 to 48, wherein IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 8.
[50] The medium or the medium additive according to any one of items 39 to 49, wherein IL-33 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 8.
[51] The medium or the medium additive according to any of items 39 to 50, wherein the nucleic acid sequence encoding IL-33 comprises the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 11 or 16.
[52] The medium or medium additive according to any of items 39 to 51, wherein IL-33 is a polypeptide comprising the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
[53] The medium or the medium additive according to any of paragraphs 39 to 52, wherein IL-33 is a polypeptide consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
[54] The culture medium or culture medium additive according to any of paragraphs 39 to 53, wherein the nucleic acid sequence encoding IL-33 comprises the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 11.
[55] The medium or the medium additive according to any one of items 39 to 54, wherein the concentration of IL-33 in the medium is about 0.01 to 100 ng / mL.
[56] The medium or the medium additive according to any one of items 39 to 55, wherein the concentration of IL-33 in the medium is about 0.1 to 10 ng / mL.
[57] The medium or the medium additive according to any of items 39 to 56, wherein the concentration of IL-33 in the medium is about 0.5 to 5 ng / mL.
[58]以下の工程を含む、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法:
1)対照培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、
2)対照培地に被験物質を添加した培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、および、
3)工程2)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。
[59]工程2)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも少なくとも10%多い場合に、当該被験物質を間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する、第58項に記載のスクリーニング方法。
[60]1’)対照培地に第39項~第57項のいずれかに記載の培地添加剤を添加した培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程をさらに含み、工程3)において、工程2)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多く、且つ、工程1’)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する、第58項または第59項に記載のスクリーニング方法。
[58] A method for screening a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells, comprising the following steps:
1) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a control medium,
2) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a medium in which a test substance is added to a control medium; and
3) When the number of mesenchymal stem cells obtained in step 2) is larger than the number of mesenchymal stem cells obtained in step 1), the test substance is replaced with a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells. Selecting as candidates.
[59] When the number of mesenchymal stem cells obtained in step 2) is at least 10% greater than the number of mesenchymal stem cells obtained in step 1), the test substance is used to proliferate the mesenchymal stem cells. 59. The screening method according to item 58, wherein the method is selected as a candidate for a substance to be promoted.
[60] 1 ′) further comprising a step of co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a medium obtained by adding the medium additive according to any one of items 39 to 57 to a control medium, In 3), the number of mesenchymal stem cells obtained in step 2) is larger than the number of mesenchymal stem cells obtained in step 1), and the number of mesenchymal stem cells obtained in
[61]以下の工程を含む、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法:
1)対照培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、
2)第39項~第57項のいずれかに記載の培地添加剤を対照培地に添加した培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、
3)対照培地に被験物質を添加した培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、および、
4)工程2)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも多く、且つ、工程3)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。
[62]工程3)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも少なくとも10%多い場合に、当該被験物質をCD45陽性細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する、第61項に記載のスクリーニング方法。
[61] A method for screening a substance that promotes the growth of CD45-positive cells, comprising the following steps:
1) culturing CD45-positive cells using a control medium,
2) culturing CD45-positive cells using a medium in which the medium additive according to any one of paragraphs 39 to 57 is added to a control medium;
3) a step of culturing CD45-positive cells using a control medium supplemented with a test substance, and
4) The number of CD45-positive cells obtained in step 2) is greater than the number of CD45-positive cells obtained in step 1), and the number of CD45-positive cells obtained in step 3) is A step of selecting the test substance as a candidate for a substance that promotes the proliferation of CD45-positive cells when the number is larger than the number of obtained CD45-positive cells.
[62] When the number of CD45-positive cells obtained in step 3) is at least 10% larger than the number of CD45-positive cells obtained in step 1), the test substance is used as a substance that promotes the proliferation of CD45-positive cells. 62. The screening method according to claim 61, wherein the screening method is selected as a candidate.
間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法
ある態様では、本開示は、骨髄由来細胞をIL-33の存在下において固相上で培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法を提供する。
Methods for Producing Bone Marrow-Derived Adherent Cells Comprising Mesenchymal Stem Cells In one aspect, the present disclosure provides a method for producing bone marrow-derived adherent cells comprising solid phase in the presence of IL-33. A method for producing a derived adherent cell is provided.
この方法では、骨髄由来付着性細胞を効率良く取得することができる。骨髄由来付着性細胞には、間葉系幹細胞と、間葉系幹細胞以外の付着性細胞が含まれるが、IL-33の存在下における固相培養により、間葉系幹細胞および間葉系幹細胞以外の付着性細胞、両方の増殖が促進される。この方法によれば、少量の骨髄組織から高効率で間葉系幹細胞を含む付着性細胞を取得し得る。また、初代培養の段階で多くの間葉系幹細胞を含む付着性細胞が得られるため、短い培養期間で目的の細胞数を達成し、培養による間葉系幹細胞の能力低下を回避することも期待される。 骨 髄 In this method, adherent cells derived from bone marrow can be obtained efficiently. Bone marrow-derived adherent cells include mesenchymal stem cells and adherent cells other than mesenchymal stem cells, but solid phase culture in the presence of IL-33 results in non-mesenchymal stem cells and mesenchymal stem cells. Adherent cells, both promote proliferation. According to this method, adherent cells including mesenchymal stem cells can be obtained from a small amount of bone marrow tissue with high efficiency. In addition, since many adherent cells including mesenchymal stem cells can be obtained at the stage of primary culture, it is expected that the target cell number can be achieved in a short culture period, and that the ability of mesenchymal stem cells to be reduced due to culture is avoided. Is done.
この方法では、IL-33を含有する培地中で骨髄由来細胞を培養してもよく、骨髄由来細胞を培養中の培地にIL-33を添加してもよい。培地中のIL-33の濃度は、例えば、約0.01~100ng/mL、約0.1~10ng/mLまたは約0.5~5ng/mLであり得る。 In this method, the bone marrow-derived cells may be cultured in a medium containing IL-33, or IL-33 may be added to the medium in which the bone marrow-derived cells are being cultured. The concentration of IL-33 in the medium can be, for example, about 0.01-100 ng / mL, about 0.1-10 ng / mL, or about 0.5-5 ng / mL.
骨髄由来細胞を培養する培地は、動物細胞(例えば間葉系幹細胞)の培養に用いることが可能なものであれば特に限定されない。例えば、MEM、MEMα、DMEM、GMEM、RPMI 1640、MesenCultTM(STEMCELL Technologies社)が挙げられる。培地は、骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖を阻害しない限り、さらに他の成分を含んでもよい。また、例えば、培地は分化誘導剤を含まないものとしてもよい。 The medium for culturing bone marrow-derived cells is not particularly limited as long as it can be used for culturing animal cells (for example, mesenchymal stem cells). Examples include MEM, MEMα, DMEM, GMEM, RPMI 1640, and MesenCult ™ (STEMCELL Technologies). The medium may further contain other components as long as they do not inhibit the growth of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells. Further, for example, the medium may not contain a differentiation inducer.
培養の条件および期間は、細胞の利用目的等に応じて適宜調整できる。培養条件は、骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の生存を可能にするものであれば特に限定されず、例えば、一般的なインキュベーター内で、「37℃、5%O2、5%CO2」、「37℃、5%CO2」等の条件下で実施し得る。培養する骨髄由来細胞の密度は、例えば約1×104個~約1×107個/mlであり得る。培地の交換は、典型的には1~7日に1回、例えば4日または5日に1回、行えばよい。培養の期間は、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞のコロニーが形成されるのに十分な期間であればよく、数日間~数ヵ月間、例えば、3日間~3ヵ月間、4日間~1ヵ月間、5日間~3週間または7日間~14日間であり得る。 The conditions and period of the culture can be appropriately adjusted depending on the purpose of use of the cells and the like. The culture conditions are not particularly limited as long as the bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells can survive. For example, in a general incubator, “37 ° C., 5% O 2 , 5% CO 2 2 "," 37 ° C., 5% CO 2 "and the like. The density of the bone marrow-derived cells to be cultured can be, for example, about 1 × 10 4 to about 1 × 10 7 / ml. The medium may be changed typically once every 1 to 7 days, for example, once every 4 or 5 days. The culture period may be a period sufficient to form colonies of bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells, and may be several days to several months, for example, three days to three months, four days It can be for 5 months to 3 weeks or 7 days to 14 days for up to 1 month.
培養終了後に、固相に付着している細胞を、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞として回収し得る。例えば、非付着性細胞を含む培地を除去することにより、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞を回収し得る。さらに、トリプシンなどの酵素処理により付着性細胞を固相から分離させてもよい。 後 に After completion of the culture, the cells adhered to the solid phase can be collected as adherent cells derived from bone marrow including mesenchymal stem cells. For example, bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells can be recovered by removing the medium containing non-adherent cells. Furthermore, the adherent cells may be separated from the solid phase by treatment with an enzyme such as trypsin.
上記製造方法において、培養後の間葉系幹細胞を分離してもよい。間葉系幹細胞の分離は、例えば、a)1回以上の継代培養、および/または、b)間葉系幹細胞をターゲットとしたセルソーティング(FACS、MACS等)により行ってもよい。間葉系幹細胞をターゲットとしたセルソーティングは、例えば間葉系幹細胞の表面マーカーに対する抗体を用いて行うことができる。得られた間葉系幹細胞を含む細胞集団を、他の細胞、例えばCD45陽性細胞の生存または増殖を抑制する薬剤(例えば、Mesenpure(STEMCELL Technologies))の存在下で培養することにより、間葉系幹細胞を分離(精製)してもよい。 に お い て In the above production method, mesenchymal stem cells after culture may be separated. Isolation of mesenchymal stem cells may be performed, for example, by a) one or more subcultures and / or b) cell sorting (FACS, MACS, etc.) targeting mesenchymal stem cells. Cell sorting targeting mesenchymal stem cells can be performed, for example, using an antibody against a surface marker of mesenchymal stem cells. By culturing the obtained cell population containing mesenchymal stem cells in the presence of an agent that suppresses the survival or proliferation of other cells, for example, CD45-positive cells (eg, Mesenpure (STEMCELL Technologies)), the mesenchymal stem cell is cultured. Stem cells may be separated (purified).
間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養方法
ある態様では、本開示は、骨髄由来細胞をIL-33の存在下において固相上で培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養方法を提供する。この培養方法は、上記の間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法に準じて実施し得る。当該培養方法によれば、効率良く間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞を増殖させることができる。当該培養方法によれば、骨髄由来付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞および間葉系幹細胞以外の付着性細胞の増殖が共に促進され得る。
Methods for Culturing Bone Marrow-Derived Adherent Cells Containing Mesenchymal Stem Cells In one aspect, the present disclosure provides a method of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase in the presence of IL-33, the method comprising: Provided is a method for culturing derived adherent cells. This culture method can be carried out according to the method for producing bone marrow-derived adherent cells containing mesenchymal stem cells described above. According to the culture method, bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells can be efficiently proliferated. According to the culture method, the proliferation of both mesenchymal stem cells contained in the bone marrow-derived adherent cells and adherent cells other than mesenchymal stem cells can be promoted.
間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養に用いるための培地
ある態様では、本開示は、IL-33を含有することを特徴とする、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養に用いるための培地を提供する。当該培地は、例えば、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法について先に記載した一般的な動物細胞培養用の培地にIL-33を添加したものであり得る。
Media for Use in Culture of Bone Marrow-Derived Adherent Cells Containing Mesenchymal Stem Cells In certain embodiments, the present disclosure provides a method of producing bone marrow-derived adherent cells comprising mesenchymal stem cells, comprising IL-33. A medium for use in culturing is provided. The medium may be, for example, a medium in which IL-33 is added to a general medium for animal cell culture described above for the method for producing bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells.
培地のIL-33以外の成分組成は、当該培地が動物細胞(例えば間葉系幹細胞)の培養に用いることが可能なものである限り、特に限定されない。培地は、骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖を阻害する成分を含まないことが好ましい。培地はいかなる形態で提供されてもよく、例えば、そのまま使用できる液体培地、希釈または溶解して使用するための濃縮物、固形物または凍結乾燥物として提供され得る。培地は、いかなる容器中に提供されてもよい。 成分 The component composition of the medium other than IL-33 is not particularly limited as long as the medium can be used for culturing animal cells (eg, mesenchymal stem cells). The medium preferably does not contain any component that inhibits the growth of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells. The medium may be provided in any form, for example, a liquid medium that can be used as it is, a concentrate for use by diluting or dissolving, a solid, or a lyophilized product. The medium may be provided in any container.
間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養に用いるための培地添加剤
ある態様では、本開示は、IL-33を含有することを特徴とする、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養に用いるための培地添加剤を提供する。
Media Additives for Use in Culturing Bone Marrow-Derived Adherent Cells Including Mesenchymal Stem Cells In certain embodiments, the present disclosure provides a bone marrow-derived adherent cell comprising mesenchymal stem cells, comprising IL-33. A medium additive for use in culturing cells is provided.
培地添加剤は、IL-33を動物細胞の培養に許容し得る任意の成分と共に含み得る。培地添加剤は、骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖を阻害する成分を含まないことが好ましい。培地添加剤はいかなる剤形で提供されてもよく、例えば、顆粒、粉末、錠剤などの固体、溶液、懸濁液、乳濁液などの液体、あるいは、固体、半固体または液体を封入したカプセルとして提供され得るが、これらに限定されない。培地添加剤は、いかなる容器中に提供されてもよい。培地添加剤は、例えば、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法について先に記載した一般的な動物細胞培養用の培地に添加することにより、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養に使用し得る。 The medium additive may contain IL-33 together with any components that are acceptable for culturing animal cells. The culture medium additive preferably does not contain a component that inhibits the growth of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells. The medium additive may be provided in any dosage form, for example, a solid such as granules, powders and tablets, a liquid such as a solution, a suspension or an emulsion, or a capsule encapsulating a solid, semi-solid or liquid. , But is not limited thereto. The media additive may be provided in any container. The medium additive is added to the general medium for animal cell culture described above for the method for producing bone marrow-derived adherent cells containing mesenchymal stem cells, for example, whereby the bone marrow-derived adherent cells containing mesenchymal stem cells are added. It can be used for culturing sex cells.
骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法
ある態様では、本開示は、以下の工程を含む、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法を提供する:
1)対照培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
2)IL-33を対照培地に添加した培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
3)対照培地に被験物質を添加した培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
4)工程1)~3)によって得られた付着性細胞の数を各々計数する工程、および
5)工程2)によって得られた付着性細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞の数よりも多く、且つ、工程3)によって得られた付着性細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。
Screening method for substance that promotes proliferation of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells In one aspect, the present disclosure provides a substance that promotes proliferation of bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells, comprising the following steps: Provide screening methods for:
1) culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a control medium,
2) a step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a medium in which IL-33 is added to a control medium;
3) a step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a medium in which a test substance is added to a control medium;
4) counting the number of adherent cells obtained in steps 1) to 3), and 5) counting the number of adherent cells obtained in step 2) of the adherent cells obtained in step 1). If the number is larger than the number and the number of adherent cells obtained in step 3) is larger than the number of adherent cells obtained in step 1), the test substance is treated with bone marrow containing mesenchymal stem cells. Selecting as a candidate for a substance that promotes the proliferation of the derived adherent cells.
別の態様では、本開示は、以下の工程を含む、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法を提供する:
1)対照培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
2)IL-33を対照培地に添加した培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
3)対照培地に被験物質を添加した培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
4)工程1)~3)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数を各々計数する工程、および
5)工程2)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数よりも多く、且つ、工程3)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。
In another aspect, the present disclosure provides a method for screening a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells, comprising the following steps:
1) culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a control medium,
2) a step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a medium in which IL-33 is added to a control medium;
3) a step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a medium in which a test substance is added to a control medium;
4) counting the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in steps 1) to 3), and 5) mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 2) Is greater than the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 1), and the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 3) is A) selecting the test substance as a candidate for a substance that promotes the proliferation of mesenchymal stem cells when the number of mesenchymal stem cells is larger than the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in the above step).
一般的に、対照培地における骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖と、被験物質を添加した培地における骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖を比較することにより、被験物質の活性の有無を評価することは可能である。しかし、被験物質を添加した培地において骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖促進が見られない場合、被験物質に活性が無いのか、実際には活性があるが細胞の状態や実験条件等に問題があって活性が検出できないのかを判別することができない。これは、陽性対照となる物質を用いていないことが原因である。 Generally, the activity of a test substance is determined by comparing the growth of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells in a control medium with the growth of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells in a medium to which the test substance is added. It is possible to evaluate the presence or absence of However, if growth of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells is not promoted in the medium to which the test substance is added, the test substance is not active, or it is actually active, but the state of the cells, experimental conditions, etc. Cannot determine whether the activity cannot be detected. This is because no positive control substance was used.
上記の両スクリーニング方法では、陽性対照として、IL-33を使用する。IL-33を添加した培地において骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖が促進されれば、実験系が機能していることは担保される。従って、陽性対照であるIL-33による骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖促進を確認した上で被験物質を添加した培地の評価を行うことにより、スクリーニングの精度および効率を向上させることができる。 IL In both of the above screening methods, IL-33 is used as a positive control. If the proliferation of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells is promoted in the medium supplemented with IL-33, it is assured that the experimental system is functioning. Therefore, the accuracy and efficiency of screening can be improved by confirming the promotion of proliferation of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells by the positive control, IL-33, and then evaluating the medium supplemented with the test substance. Can be.
本開示の両スクリーニング方法の工程1)、2)および3)は、上記の間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法または培養方法を参照して実施し得る。「対照培地」は、IL-33を含まない培地を意味する。 工程 Steps 1), 2) and 3) of both screening methods of the present disclosure can be performed with reference to the method for producing or culturing bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells. "Control medium" means a medium without IL-33.
本開示の骨髄由来付着性細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法の工程4)では、コロニー数を計数して細胞数とみなしてもよく、コロニーに含まれる細胞を固相に付着したままの状態で計数してもよく、細胞を酵素処理等により固相から分離させ、細胞数を計数してもよい。細胞数の計数には、当業者に周知の方法を用いることができる。 In step 4) of the method for screening a substance that promotes the growth of adherent cells derived from bone marrow according to the present disclosure, the number of colonies may be counted and regarded as the number of cells, and the cells contained in the colonies may be left attached to the solid phase. Counting may be performed in a state, or cells may be separated from the solid phase by enzyme treatment or the like, and the number of cells may be counted. For the counting of the number of cells, a method well known to those skilled in the art can be used.
本開示の間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法の工程4)において、「付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数」は、例えば間葉系幹細胞の代表的な表面マーカーの発現(例えばPDGFRα陽性、且つCD45陰性)を指標にしたFACS解析等により決定することができる。あるいは、免疫蛍光染色等を行い、間葉系幹細胞の表面マーカーを発現する細胞を固相に付着したままの状態で計数して間葉系幹細胞の数とみなしてもよい。 In step 4) of the method for screening for a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells of the present disclosure, the “number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells” may be, for example, a typical surface marker of mesenchymal stem cells. It can be determined by FACS analysis using expression (eg, PDGFRα positive and CD45 negative) as an index. Alternatively, immunofluorescent staining or the like may be performed, and cells expressing the surface marker of the mesenchymal stem cells may be counted while remaining attached to the solid phase, and regarded as the number of mesenchymal stem cells.
本開示の両スクリーニング方法の工程5)において、「細胞の数が多い」とは、細胞の数が比較対象よりも少なくとも3%、5%または10%多いことを意味し、少なくとも10%多いことが好ましい。 In step 5) of both screening methods of the present disclosure, "large number of cells" means that the number of cells is at least 3%, 5% or 10% more than the control, and at least 10% more. Is preferred.
本開示により、例えば、下記の実施形態が提供される。
(1)IL-33を含有する、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養に用いるための培地添加剤。
(2)IL-33を含有する、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養に用いるための培地。
(3)IL-33が、
a)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むポリペプチド
b)全長もしくは成熟IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド
c)成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含み、且つ、全長IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列からなるポリペプチド
d)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列において1もしくは複数個、例えば、1~10個、1~5個、1~3個または1もしくは2個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド
e)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列と約80%以上、例えば約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド
f)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされるポリペプチド、および
g)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列と約70%以上、例えば約75%以上、約80%以上、約85%以上、約90%以上、約95%以上、約96%以上、約97%以上、約98%以上または約99%以上の配列同一性を有する核酸配列によりコードされるポリペプチド
からなる群から選択され、かつ、骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖を促進する活性を有するポリペプチドである、第1項に記載の培地添加剤または第2項に記載の培地。
(4)IL-33が、
a)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むポリペプチド
b)全長もしくは成熟IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド
c)成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含み、且つ、全長IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列からなるポリペプチド
d)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列において1もしくは複数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド
e)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列と約90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド
f)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされるポリペプチド、および
g)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列と約90%以上の配列同一性を有する核酸配列によりコードされるポリペプチド
からなる群から選択され、かつ、骨髄由来付着性細胞または間葉系幹細胞の増殖を促進する活性を有するポリペプチドである、第1項~第3項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
(5)IL-33が、全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むポリペプチドである、第1項~第4項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
(6)IL-33が、全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列からなるポリペプチドである、第1項~第5項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
According to the present disclosure, for example, the following embodiments are provided.
(1) A medium additive containing IL-33 for use in culturing adherent cells derived from bone marrow including mesenchymal stem cells.
(2) A medium containing IL-33 for culturing bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells.
(3) IL-33 is
a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein b) a polypeptide comprising or consisting of a partial amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein c) the mature IL-33 protein And d) one or more amino acids in the full-length or mature IL-33 protein, for example, 1 to 10, 1 to 10 in the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein. A polypeptide comprising or consisting of an amino acid sequence in which five, one to three or one or two amino acids have been substituted, deleted, inserted or added, or e) amino acids of the full-length or mature IL-33 protein About 80% or more, such as about 85% or more, about 90% or more, about 95% or more A polypeptide comprising or consisting of about 96% or more, about 97% or more, about 98% or more or about 99% or more sequence identity f) full-length or mature IL-33 protein A polypeptide encoded by DNA that hybridizes under stringent conditions to the encoding nucleic acid sequence; and g) a nucleic acid sequence encoding the full-length or mature IL-33 protein, at least about 70%, such as at least about 75%, Encoded by a nucleic acid sequence having 80% or more, about 85% or more, about 90% or more, about 95% or more, about 96% or more, about 97% or more, about 98% or more or about 99% or more sequence identity. Polypep selected from the group consisting of polypeptides and having an activity of promoting proliferation of bone marrow-derived adherent cells or mesenchymal stem cells A de culture medium according to the medium additives or second term according to
(4) IL-33 is
a) a polypeptide comprising the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein b) a polypeptide comprising or consisting of a partial amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein c) the mature IL-33 protein And d) one or more amino acids are substituted, deleted, inserted, or substituted in the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein, comprising a partial amino acid sequence of the full-length IL-33 protein. A polypeptide comprising or consisting of an added amino acid sequence e) comprising or having an amino acid sequence having about 90% or more sequence identity with the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein F) full length or mature I A polypeptide encoded by DNA that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid sequence encoding a -33 protein, and g) at least about 90% sequence identity to a nucleic acid sequence encoding a full-length or mature IL-33 protein 4. The polypeptide according to any one of
(5) The culture medium additive or culture medium according to any one of (1) to (4), wherein IL-33 is a polypeptide containing the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein.
(6) The medium additive or medium according to any one of
(7)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列が、配列番号1~8のいずれかのアミノ酸配列である、第3項~第6項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
(8)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列が、配列番号9~16のいずれかの核酸配列である、第3項~第7項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
(9)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列が、配列番号3または8のアミノ酸配列である、第3項~第8項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
(10)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列が、配列番号11または16の核酸配列である、第3項~第9項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
(11)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列が、配列番号3のアミノ酸配列である、第3項~第10項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
(12)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列が、配列番号11の核酸配列である、第3項~第11項のいずれかに記載の培地添加剤または培地。
(7) The culture medium additive or medium according to any of (3) to (6), wherein the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein is any of SEQ ID NOS: 1 to 8.
(8) The culture medium additive or culture medium according to any of (3) to (7), wherein the nucleic acid sequence encoding the full-length or mature IL-33 protein is any of SEQ ID NOS: 9 to 16.
(9) The culture medium additive or medium according to any of (3) to (8), wherein the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein is the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3 or 8.
(10) The culture medium additive or medium according to any of (3) to (9), wherein the nucleic acid sequence encoding the full-length or mature IL-33 protein is the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 11 or 16.
(11) The medium additive or medium according to any of items 3 to 10, wherein the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein is the amino acid sequence of SEQ ID NO: 3.
(12) The medium additive or medium according to any of (3) to (11), wherein the nucleic acid sequence encoding the full-length or mature IL-33 protein is the nucleic acid sequence of SEQ ID NO: 11.
(13)IL-33の濃度が約0.01~100ng/mLである、第2項~第12項のいずれかに記載の培地。
(14)IL-33の濃度が約0.1~10ng/mLである、第2項~第13項のいずれかに記載の培地。
(15)IL-33の濃度が約0.5~5ng/mLである、第2項~第14項のいずれかに記載の培地。
(16)間葉系幹細胞を増殖させるための第1項~第15項のいずれかに記載の培地または培地添加剤。
(13) The medium according to any of (2) to (12), wherein the concentration of IL-33 is about 0.01 to 100 ng / mL.
(14) The medium according to any of (2) to (13), wherein the concentration of IL-33 is about 0.1 to 10 ng / mL.
(15) The medium according to any of (2) to (14), wherein the concentration of IL-33 is about 0.5 to 5 ng / mL.
(16) The medium or the medium additive according to any one of (1) to (15) for growing mesenchymal stem cells.
(17)骨髄由来細胞を、第2項~第16項のいずれかに記載の培地中、固相上で培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法。
(18)間葉系幹細胞の増殖を促進するために、骨髄由来細胞を、第2項~第16項のいずれかに記載の培地中、固相上で培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の製造方法。
(19)骨髄由来細胞を、第2項~第16項のいずれかに記載の培地中、固相上で培養する工程を含む、間葉系幹細胞の増殖を促進する方法。
(20)培養後に固相に付着している細胞を間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞として回収する工程をさらに含む、第17項~第19項のいずれかに記載の方法。
(21)1)骨髄由来細胞を、第2項~第16項のいずれかに記載の培地中、固相上で培養する工程、ならびに2)工程1)によって得られた付着性細胞に対してa)1回以上の継代培養および/またはb)間葉系幹細胞をターゲットとしたセルソーティングを行って間葉系幹細胞を分離する工程を含む、間葉系幹細胞の製造方法。
(22)骨髄由来細胞を、第2項~第16項のいずれかに記載の培地中、固相上で培養する工程を含む、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の培養方法。
(23)固相がコーティングされている、第17項~第22項のいずれかに記載の方法。
(24)固相がコラーゲンI、ラミニン、ビトロネクチン、フィブロネクチン、ポリL-リジンまたはポリL-オルニチンでコーティングされている、第17項~第23項のいずれかに記載の方法。
(25)固相がコラーゲンIでコーティングされている、第17項~第24項のいずれかに記載の方法。
(17) A method for producing adherent cells derived from bone marrow containing mesenchymal stem cells, comprising the step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase in the medium according to any of items 2 to 16.
(18) A mesenchymal stem cell comprising a step of culturing a bone marrow-derived cell on a solid phase in the medium according to any one of (2) to (16) in order to promote proliferation of the mesenchymal stem cell A method for producing bone marrow-derived adherent cells, comprising:
(19) A method for promoting the growth of mesenchymal stem cells, comprising the step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase in the medium according to any of items 2 to 16.
(20) The method according to any of (17) to (19), further comprising a step of collecting cells adhered to the solid phase after culture as bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells.
(21) 1) a step of culturing the bone marrow-derived cells on a solid phase in the medium according to any of the above items 2 to 16, and 2) a step of culturing the adherent cells obtained in step 1) A method for producing mesenchymal stem cells, comprising the steps of: a) performing one or more subcultures and / or b) performing cell sorting targeting mesenchymal stem cells to separate mesenchymal stem cells.
(22) A method for culturing adherent cells derived from bone marrow, including mesenchymal stem cells, comprising a step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase in the medium according to any of items 2 to 16.
(23) The method according to any one of Items 17 to 22, wherein the solid phase is coated.
(24) The method according to any of paragraphs 17 to 23, wherein the solid phase is coated with collagen I, laminin, vitronectin, fibronectin, poly L-lysine or poly L-ornithine.
(25) The method according to any of items 17 to 24, wherein the solid phase is coated with collagen I.
(26)以下の工程を含む、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法:
1)対照培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
2)対照培地に第1項および第3項~第11項のいずれかに記載の培地添加剤を添加した培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
3)対照培地に被験物質を添加した培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
4)工程1)~3)によって得られた付着性細胞の数を各々計数する工程、および
5)工程2)によって得られた付着性細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞の数よりも多く、且つ、工程3)によって得られた付着性細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。
(27)工程3)によって得られた付着性細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞の数よりも少なくとも10%多い場合に、当該被験物質を間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する、第26項に記載のスクリーニング方法。
(26) A method for screening a substance that promotes the proliferation of bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells, comprising the following steps:
1) culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a control medium,
2) a step of culturing the bone marrow-derived cells on a solid phase using a medium obtained by adding the medium additive according to any one of
3) a step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a medium in which a test substance is added to a control medium;
4) counting the number of adherent cells obtained in steps 1) to 3), and 5) counting the number of adherent cells obtained in step 2) of the adherent cells obtained in step 1). If the number is larger than the number and the number of adherent cells obtained in step 3) is larger than the number of adherent cells obtained in step 1), the test substance is treated with bone marrow containing mesenchymal stem cells. Selecting as a candidate for a substance that promotes the proliferation of the derived adherent cells.
(27) When the number of adherent cells obtained in step 3) is at least 10% larger than the number of adherent cells obtained in step 1), the test substance is attached to bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells. 27. The screening method according to paragraph 26, wherein the method is selected as a candidate for a substance that promotes the proliferation of sex cells.
(28)以下の工程を含む、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質のスクリーニング方法:
1)対照培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
2)対照培地に第1項および第3項~第11項のいずれかに記載の培地添加剤を添加した培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
3)対照培地に被験物質を添加した培地を用いて骨髄由来細胞を固相上で培養する工程、
4)工程1)~3)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数を各々計数する工程、および
5)工程2)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数よりも多く、且つ、工程3)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。
(29)工程3)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた付着性細胞に含まれる間葉系幹細胞の数よりも少なくとも10%多い場合に、当該被験物質を間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する、第28項に記載のスクリーニング方法。
(28) A method for screening a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells, comprising the following steps:
1) culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a control medium,
2) a step of culturing the bone marrow-derived cells on a solid phase using a medium obtained by adding the medium additive according to any one of
3) a step of culturing bone marrow-derived cells on a solid phase using a medium in which a test substance is added to a control medium;
4) counting the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in steps 1) to 3), and 5) mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 2) Is greater than the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 1), and the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 3) is A) selecting the test substance as a candidate for a substance that promotes the proliferation of mesenchymal stem cells when the number of mesenchymal stem cells is larger than the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in the above step).
(29) When the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 3) is at least 10% larger than the number of mesenchymal stem cells contained in the adherent cells obtained in step 1) 29. The screening method according to claim 28, wherein the test substance is selected as a candidate for a substance that promotes the proliferation of mesenchymal stem cells.
本開示で引用するすべての文献は、出典明示により本開示の一部とする。
上記の説明は、すべて非限定的なものであり、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲から逸脱せずに、変更することができる。さらに、下記の実施例は、すべて非限定的な実施例であり、本発明を説明するためだけに供されるものである。
All documents cited in this disclosure are hereby incorporated by reference.
All of the above description is non-limiting and can be modified without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims. Further, the following examples are all non-limiting examples, which are only provided to illustrate the invention.
実施例1
IL-33含有培地による間葉系幹細胞の増殖促進
(1)材料および方法
C57BL/6マウス(6~7週齢、メス)から大腿骨および椎骨を切り出し、周囲に付着した他の組織を取り除いた後、乳鉢内で骨を細かく破砕し、PBS(2%FBS含有)を加えて細胞を回収した。次いで40μmナイロンメッシュに通し、細胞塊や筋組織を除去した。300gで5分間遠心し、上清を捨て、沈殿した細胞をRBC Lysis buffer(Biolegend)に懸濁し、室温で5分間反応させて赤血球を溶解(溶血)させた。RBC Lysis bufferと等量のPBS(2%FBS含有)を加えて反応を停止させた後、300gで5分間遠心した。上清を捨て、沈殿した細胞を骨髄由来細胞として得た。骨髄由来細胞を下記の培地AまたはBに懸濁し、コラーゲンIでコートされたプラスチック製の6ウェルプレート(Corning Inc., Cat No.356400)に1×106細胞/ウェルの密度で播種して、培地3mL中、37℃、5%O2、5%CO2の条件下で10日間培養した(培養4または5日目に一度、同じ組成の新鮮な培地に交換した)。
Example 1
Promotion of Mesenchymal Stem Cell Proliferation by IL-33-containing Medium (1) Materials and Methods Femurs and vertebrae were cut out from C57BL / 6 mice (6-7 weeks old, female), and other tissues attached to the periphery were removed. Thereafter, the bone was finely crushed in a mortar, and cells were recovered by adding PBS (containing 2% FBS). Next, the cells were passed through a 40 μm nylon mesh to remove cell clumps and muscle tissue. The mixture was centrifuged at 300 g for 5 minutes, the supernatant was discarded, and the precipitated cells were suspended in RBC Lysis buffer (Biolegend) and reacted at room temperature for 5 minutes to lyse (lyse) red blood cells. The reaction was stopped by adding an equal amount of PBS (containing 2% FBS) to the RBC Lysis buffer, followed by centrifugation at 300 g for 5 minutes. The supernatant was discarded, and the precipitated cells were obtained as bone marrow-derived cells. Bone marrow-derived cells are suspended in the following medium A or B and seeded at a density of 1 × 10 6 cells / well in a plastic 6-well plate (Corning Inc., Cat No. 356400) coated with collagen I. The cells were cultured in 3 mL of medium at 37 ° C., 5% O 2 , and 5% CO 2 for 10 days (on the fourth or fifth day of culture, the medium was replaced with a fresh medium having the same composition).
・培地A(対照):MEMα(Gibco)(15%FBS、1%ペニシリン-ストレプトマイシン含有;L-Glutamineを終濃度4mMになるように添加し、且つ、下記培地Bに添加される成熟マウスIL-33タンパク質溶液と同容量のPBSを添加したもの)
・培地B(IL-33含有):MEMα(Gibco)(15%FBS、1%ペニシリン-ストレプトマイシン含有;L-Glutamineを終濃度4mMになるように添加し、且つ、成熟マウスIL-33タンパク質(配列番号3)を終濃度2ng/mLになるよう添加したもの)
培養開始10日目に培地を除去し、プレート上に付着している細胞をディフ・クイック(シスメックス)を用いて染色し、観察した。
Medium A (control): MEMα (Gibco) (containing 15% FBS, 1% penicillin-streptomycin; L-Glutamine was added to a final concentration of 4 mM, and mature mouse IL- 33 with the same volume of PBS as the protein solution)
Medium B (containing IL-33): MEMα (Gibco) (containing 15% FBS, 1% penicillin-streptomycin; L-Glutamine was added to a final concentration of 4 mM, and mature mouse IL-33 protein (sequence No. 3) added to a final concentration of 2 ng / mL)
On the 10th day from the start of the culture, the medium was removed, and the cells adhering to the plate were stained with Diff Quick (Sysmex) and observed.
(2)結果
大腿骨および椎骨のいずれから採取した骨髄由来細胞についても、IL-33を含む培地を用いて培養することにより、プレート上にコロニーとして得られる細胞の数が著しく増大した(図1)。また、骨髄由来細胞の培養にコラーゲンIコーティングなしの6ウェルプレート(costar, Cat No.3516)を用いた点を除いて上記と同じ方法および条件で実験を行った場合でも、同様の結果が得られた。
(2) Results Regarding bone marrow-derived cells collected from both femurs and vertebrae, the number of cells obtained as colonies on the plate was significantly increased by culturing using a medium containing IL-33 (FIG. 1). ). Similar results were obtained when the experiment was performed under the same method and conditions as described above except that a 6-well plate (costar, Cat No. 3516) without collagen I coating was used for culturing bone marrow-derived cells. Was done.
骨髄由来細胞を固相上で培養すると、間葉系幹細胞を含む付着性の細胞が固相に付着してコロニーを形成することが良く知られている。従って、当該実施例における実験結果は、IL-33存在下での培養によって間葉系幹細胞を含む骨髄由来付着性細胞の増殖が促進されることを示すものである。 It is well known that when bone marrow-derived cells are cultured on a solid phase, adherent cells including mesenchymal stem cells adhere to the solid phase to form colonies. Therefore, the experimental results in this example show that culture in the presence of IL-33 promotes the proliferation of bone marrow-derived adherent cells including mesenchymal stem cells.
実施例2
IL-33含有培地を用いて培養した骨髄由来細胞の解析
(1)材料および方法
PDGFRαプロモーターの下流にH2B-GFP融合タンパク質の遺伝子(cDNA)がノックインされたマウス(Hamilton TG, Mol Cell Biol. 2003 Jun;23(11):4013-25)から大腿骨および椎骨を切り出し、周囲に付着した他の組織を取り除いた後、乳鉢内で骨を細かく破砕し、PBS(2%FBS含有)を加えて細胞を回収した。次いで40μmナイロンメッシュに通し、細胞塊や筋組織を除去した。300gで5分間遠心し、上清を捨て、沈殿した細胞をRBC Lysis buffer(Biolegend)に懸濁し、室温で5分間反応させて赤血球を溶解(溶血)させた。RBC Lysis bufferと等量のPBS(2%FBS含有)を加えて溶血反応を停止させた後、300gで5分間遠心した。上清を捨て、沈殿した細胞を骨髄由来細胞として得た。骨髄由来細胞を下記の培地C(対照)または培地D(IL-33含有)に懸濁し、コラーゲンIでコートされたプラスチック製の6ウェルプレート(Corning Inc., Cat No.356400)に1×106細胞/ウェルの密度で播種して、培地3mL中、37℃、5%O2、5%CO2の条件下で8日間培養した(培養4または5日目に一度、同じ組成の新鮮な培地に交換した)。
Example 2
Analysis of Bone Marrow-Derived Cells Cultured Using IL-33-Containing Medium (1) Materials and Methods Mice (Hamilton TG, Mol Cell Biol. 2003) in which the gene (cDNA) of the H2B-GFP fusion protein was knocked in downstream of the PDGFRα promoter. Jun; 23 (11): 4013-25), the femur and the vertebra were cut out, and other tissues attached to the periphery were removed. Then, the bone was finely crushed in a mortar, and PBS (containing 2% FBS) was added. Cells were collected. Next, the cells were passed through a 40 μm nylon mesh to remove cell clumps and muscle tissue. The mixture was centrifuged at 300 g for 5 minutes, the supernatant was discarded, and the precipitated cells were suspended in RBC Lysis buffer (Biolegend) and reacted at room temperature for 5 minutes to lyse (lyse) red blood cells. The hemolysis reaction was stopped by adding PBS (containing 2% FBS) in the same amount as the RBC Lysis buffer, followed by centrifugation at 300 g for 5 minutes. The supernatant was discarded, and the precipitated cells were obtained as bone marrow-derived cells. Bone marrow-derived cells were suspended in the following medium C (control) or medium D (containing IL-33) and placed in a plastic 6-well plate (Corning Inc., Cat No. 356400) coated with collagen I at 1 × 10 6 The cells were seeded at a density of 6 cells / well and cultured in 3 mL of medium at 37 ° C., 5% O 2 , and 5% CO 2 for 8 days (on the fourth or fifth day of culture, fresh fresh cells of the same composition were used). Medium was replaced).
・培地C(対照):MEMα(Gibco)(15%FBS、1%ペニシリン-ストレプトマイシン含有;L-Glutamineを終濃度4mMになるように添加し、且つ、下記培地Dに添加される成熟マウスIL-33タンパク質溶液と同容量のPBSを添加したもの)
・培地D(IL-33含有):MEMα(Gibco)(15%FBS、1%ペニシリン-ストレプトマイシン含有;L-Glutamineを終濃度4mMになるように添加し、且つ、成熟マウスIL-33タンパク質(配列番号3)を終濃度1ng/mLになるよう添加したもの)
Medium C (control): MEMα (Gibco) (containing 15% FBS, 1% penicillin-streptomycin; L-Glutamine was added to a final concentration of 4 mM, and mature mouse IL- 33 with the same volume of PBS as the protein solution)
Medium D (containing IL-33): MEMα (Gibco) (containing 15% FBS, 1% penicillin-streptomycin; L-Glutamine was added to a final concentration of 4 mM, and mature mouse IL-33 protein (sequence No. 3) added to a final concentration of 1 ng / mL)
培養開始8日目に、プレートに付着している細胞をトリプシン処理により剥がして回収し、間葉系幹細胞の代表的なポジティブマーカーであるPDGFRαと代表的なネガティブマーカーであるCD45の発現をFACSで解析した。 On the 8th day from the start of the culture, the cells adhered to the plate were detached by trypsin treatment and collected, and the expression of PDGFRα, a typical positive marker of mesenchymal stem cells, and CD45, a typical negative marker, was determined by FACS. Analyzed.
(2)結果
大腿骨および椎骨のいずれから採取した骨髄由来細胞についても、IL-33を含む培地を用いて培養することにより、プレート上でコロニーを形成する付着性細胞の数が著しく増大した(図2)。また、表面マーカーの発現パターン別に細胞数を調べたところ、PDGFRα陽性CD45陰性(PDGFRα+CD45-)細胞と、PDGFRα陰性CD45陽性(PDGFRα-CD45+)細胞が有意に増加していた(図3および4)。IL-33存在下での培養により、間葉系幹細胞の代表的なマーカー発現パターンである「PDGFRα+CD45-」の付着性細胞が顕著に増えていることから、この実験結果は、IL-33の作用によって間葉系幹細胞の増殖が促進されたことを示すものと考えられる。
(2) Results Regarding bone marrow-derived cells collected from both the femur and the vertebra, the number of adherent cells forming colonies on the plate was significantly increased by culturing using a medium containing IL-33 ( (Fig. 2). When the number of cells was examined for each expression pattern of the surface marker, the number of PDGFRα-positive CD45-negative (PDGFRα + CD45 − ) cells and the number of PDGFRα-negative CD45-positive (PDGFRα − CD45 + ) cells were significantly increased (FIG. 3 and FIG. 3). 4). The culture results in the presence of IL-33 significantly increased the number of adherent cells of “PDGFRα + CD45 − ”, which is a typical marker expression pattern of mesenchymal stem cells. Is considered to indicate that the action of has promoted the proliferation of mesenchymal stem cells.
実施例3
材料と方法
マウス
本実施例では、野生型マウスとしてC57BL/6jjcl(CLEA Japan)を使用した。PDGFRαGFPノックインマウスとしてB6.129S4-Pdgfratm11(EGFP)Sor (Jackson Laboratory, 007669)を使用した。MyD88ノックアウトマウス(C57BL/6)(Adachi, O. et al. Targeted Disruption of the MyD88 Gene Results in Loss of IL-1- and IL-18-Mediated Function. Immunity 9, 143-150, doi:10.1016/S1074-7613(00)80596-8 (1998))はオリエンタルバイオサービスから購入した。マウスは、自動給水下に固形飼料を用いて明暗各12時間に維持された動物飼育室で飼育した。
Example 3
Materials and methods
Mouse In this example, C57BL / 6jjcl (CLEA Japan) was used as a wild-type mouse. B6.129S4-Pdgfratm11 (EGFP) Sor (Jackson Laboratory, 007669) was used as PDGFRαGFP knock-in mouse. MyD88 knockout mouse (C57BL / 6) (Adachi, O. et al. Targeted Disruption of the MyD88 Gene Results in Loss of IL-1- and IL-18-Mediated Function. Immunity 9, 143-150, doi: 10.1016 / S1074 -7613 (00) 80596-8 (1998)) was purchased from Oriental Bio Services. The mice were housed in an animal breeding room maintained on light and dark for 12 hours each with solid feed under automatic watering.
骨髄由来細胞の単離
マウスから大腿骨を採取し、2%ウシ胎児血清(FBS)を添加したPBS(PBS/2%FBS)中で、乳鉢・乳棒を用いて細胞を取り出した。細胞懸濁液を40μm Cell Strainer(Falcon)に通し、骨などの凝集塊を取り除いた。遠心後、RBC lysis buffer(Biolegend)で溶血して赤血球を取り除き、骨髄由来細胞を得た。
Isolation of bone marrow-derived cells The femur was collected from the mouse, and the cells were removed using a mortar and pestle in PBS supplemented with 2% fetal bovine serum (FBS) (PBS / 2% FBS). The cell suspension was passed through a 40 μm Cell Strainer (Falcon) to remove aggregates such as bone. After centrifugation, erythrocytes were removed by hemolysis with an RBC lysis buffer (Biolegend) to obtain bone marrow-derived cells.
骨髄由来細胞の培養
骨髄由来細胞は、コラーゲン被覆6ウェルプレート(Corning Inc.)で15%FBS、1×GlutaMAXTM Supplement(Gibco, Cat No. 35050061)、1×MEM非必須アミノ酸溶液(Nacalai Tesque)、10mM HEPES緩衝液(Nacalai Tesque)、1×モノチオグリセロール溶液(Wako)、1%ペニシリン-ストレプトマイシン混合溶液を添加したαMEM(3mL/ウェル)で、低酸素インキュベーターを用いて培養した。分取をせず全骨髄由来細胞を培養するときには、5×105個/ウェルで培養した。骨髄由来細胞からFACSを用いて間葉系間質細胞(MSC)を分取するときには、PDGFRα+細胞を800個/ウェルで分取した。共培養実験においては、さらに骨髄由来細胞を5×105個/ウェル、CD45+細胞を4.75×105個/ウェル、CD45-細胞を2.5×103個/ウェルで分取し、それぞれをMSCと共培養した。Transwell(Corning Inc.)を用いた培養時には、コラーゲン被覆6ウェルプレート上に分取したPDGFRα+細胞800個を播種すると共に、骨髄由来細胞を5×105個分取してTranswell上に播種し培養した。IL-33(Biolegend)(配列番号3)は1ng/mLで添加し、コントロールには等量のPBSを添加した。DAPT(TCI)は終濃度1μMまたは10μMで添加し、コントロールには等量のDMSO(ジメチルスルホキシド)を添加した。p38MAPK阻害剤(SB203580, AdipoGen)、NK-κB阻害剤(BAY-11-7082, Cayman Chemical)は終濃度5μMで添加し、コントロールには等量のDMSOを添加した。培地は4日毎に交換した。分取操作をしていない細胞は10日間、FACSにて分取した細胞は12日間培養し、FACSでの解析または Diff-Quick溶液(Sysmex)で染色しコロニー数の解析を行った。
Culture of bone marrow-derived cells Bone marrow-derived cells were cultured on a collagen-coated 6-well plate (Corning Inc.) using 15% FBS, 1 × GlutaMAX ™ Supplement (Gibco, Cat No. 35050061), 1 × MEM non-essential amino acid solution (Nacalai Tesque) The cells were cultured in αMEM (3 mL / well) supplemented with 10 mM HEPES buffer (Nacalai Tesque), 1 × monothioglycerol solution (Wako), and 1% penicillin-streptomycin mixed solution using a hypoxic incubator. When culturing whole bone marrow-derived cells without sorting, the cells were cultured at 5 × 10 5 cells / well. When mesenchymal stromal cells (MSCs) were sorted from bone marrow-derived cells using FACS, PDGFRα + cells were sorted at 800 cells / well. In the co-culture experiment, 5 × 10 5 cells / well of bone marrow-derived cells, 4.75 × 10 5 cells / well of CD45 + cells, and 2.5 × 10 3 cells / well of CD45 − cells were further collected. Each was co-cultured with MSC. At the time of culture using Transwell (Corning Inc.), 800 PDGFRα + cells collected on a collagen-coated 6-well plate were seeded, and 5 × 10 5 bone marrow-derived cells were collected and seeded on Transwell. Cultured. IL-33 (Biolegend) (SEQ ID NO: 3) was added at 1 ng / mL, and an equal volume of PBS was added to the control. DAPT (TCI) was added at a final concentration of 1 μM or 10 μM, and an equivalent amount of DMSO (dimethyl sulfoxide) was added to the control. A p38 MAPK inhibitor (SB203580, AdipoGen) and an NK-κB inhibitor (BAY-11-7082, Cayman Chemical) were added at a final concentration of 5 μM, and an equivalent amount of DMSO was added to the control. The medium was changed every four days. Cells not sorted were cultured for 10 days, and cells sorted by FACS were cultured for 12 days, and analyzed by FACS or stained with Diff-Quick solution (Sysmex) to analyze the number of colonies.
FACSによる細胞の解析、細胞分取
FACSによる細胞の解析、細胞分取は、FACSAriaTMIIIμ(BD Bioscience)またはFACSCantoTMII(BD Bioscience)を、データ解析はFlowJoソフトウェア(Tree Star)を用いて行った。PDGFRαの発現解析にはPDGFRαGFPノックインマウスを用いた。培養細胞の解析時における培養プレートからの細胞剥離には、AccutaseTM(Nacalai Tesque)を用いた。抗体添加時には、Fc受容体への非特異な結合を阻害するため細胞懸濁液にTrustain FcXTM(Biolegend)を添加し5分間4℃でインキュベートした後、APC-結合CD45抗体(Biolegend, 103112)、PerCP/cy5.5-結合CD45抗体(Biolegend, 103132)、PerCP/cy5.5-結合TER119抗体(Biolegend, 116228)を添加し20分間4℃でインキュベートした。FACS解析前に、死細胞を取り除くためSYTOXTM Blue Dead Cell Stain(Thermo Fisher Scientific)で染色した。細胞分取時には、15%FBS、1×GlutaMAXTM、1×MEM非必須アミノ酸溶液、10mM HEPES緩衝液、1×モノチオグリセロール溶液、1%ペニシリン-ストレプトマイシン混合溶液を添加したαMEMへ分取した。
Cell analysis by FACS, cell sorting Cell analysis by FACS, cell sorting are performed using FACSAria ™ IIIμ (BD Bioscience) or FACSCanto ™ II (BD Bioscience), and data analysis is performed using FlowJo software (Tree Star). Was. PDGFRα GFP knock-in mice were used for PDGFRα expression analysis. Accutase ™ (Nacalai Tesque) was used to detach cells from the culture plate when analyzing the cultured cells. At the time of addition of the antibody, Trustain FcX ™ (Biolegend) was added to the cell suspension to inhibit non-specific binding to the Fc receptor, and the mixture was incubated at 4 ° C. for 5 minutes, and then an APC-binding CD45 antibody (Biolegend, 103112) , PerCP / cy5.5-conjugated CD45 antibody (Biolegend, 103132) and PerCP / cy5.5-conjugated TER119 antibody (Biolegend, 116228) were added and incubated at 4 ° C. for 20 minutes. Before FACS analysis, the cells were stained with SYTOX ™ Blue Dead Cell Stain (Thermo Fisher Scientific) to remove dead cells. At the time of cell sorting, the cells were sorted into αMEM supplemented with 15% FBS, 1 × GlutaMAX ™ , 1 × MEM non-essential amino acid solution, 10 mM HEPES buffer, 1 × monothioglycerol solution, and 1% penicillin-streptomycin mixed solution.
実施例3-1:IL-33は骨髄由来MSCのコロニー形成活性を増強する
PDGFRαGFPノックインマウス大腿骨から調製した骨髄由来細胞を5×105細胞ずつ6ウェルプレートの各ウェルに播種し、培地3mL中、10日間IL-33添加培地で培養し、フローサイトメトリー(FACS)により解析したところ、IL-33添加による有意な骨髄由来細胞の増加が確認できた(図5a)。MSCはPDGFRαを発現し、血球系のマーカーであるCD45を発現しないことが知られるため、本実施例においてはPDGFRα+CD45-細胞をMSC分画とした。FACSにより、IL-33が骨髄由来MSCを有意に増加させることが明らかになった(図5b)。また同時に、IL-33はMSCのみでなくCD45+細胞も有意に増加させており(図5c)、IL-33は骨髄内の複数の細胞集団に作用している可能性が示唆された。
Example 3-1: IL-33 enhances the colony forming activity of bone marrow-derived MSCs Bone marrow-derived cells prepared from PDGFRαGFP knock-in mouse femur were seeded at 5 × 10 5 cells per well of a 6-well plate, and 3 mL of medium was added. After culturing in a medium supplemented with IL-33 for 10 days and analyzing by flow cytometry (FACS), a significant increase in bone marrow-derived cells due to the addition of IL-33 was confirmed (FIG. 5a). Since it is known that MSCs express PDGFRα and do not express CD45 which is a marker of blood cells, in this example, PDGFRα + CD45 − cells were used as MSC fractions. FACS revealed that IL-33 significantly increased bone marrow-derived MSCs (FIG. 5b). At the same time, IL-33 significantly increased not only MSC but also CD45 + cells (FIG. 5c), suggesting that IL-33 may act on multiple cell populations in bone marrow.
骨髄由来MSCは、培養において線維芽細胞様のコロニーを形成するため、線維芽細胞様コロニー形成単位(Colony forming unit-fibroblast; CFU-F)を測定することにより、MSCの存在率、増殖率を評価できる。IL-33添加培地で10日間培養後にコロニーアッセイを施行したところ、IL-33添加によりコロニー数が約7倍有意に増加し(図5d)、IL-33が骨髄由来MSCのコロニー形成活性を増強することが示された。 Since bone marrow-derived MSCs form fibroblast-like colonies in culture, the abundance and proliferation rate of MSCs are measured by measuring fibroblast-like colony forming units (Colony forming unit-fibroblast; CFU-F). Can be evaluated. When a colony assay was performed after culturing in a medium supplemented with IL-33 for 10 days, the number of colonies was significantly increased about 7-fold by addition of IL-33 (FIG. 5d), and IL-33 enhanced the colony forming activity of bone marrow-derived MSCs. It was shown to be.
実施例3-2:IL-33はCD45 + 細胞とMSCの細胞間接触を介して骨髄由来MSCのCFU-F活性を増強する
IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強メカニズムについて、IL-33が直接骨髄由来MSCに作用し、そのCFU-F活性を増強させるか、あるいは他の細胞のシグナルを介しているのかを検討した。PDGFRαGFPノックインマウス大腿骨から調製した骨髄由来細胞から、FACSによりMSC(PDGFRα+細胞)を分取し、IL-33添加培地で培養した。しかし、MSC単独の培養条件下では、IL-33によってCFU-F活性は変化しなかった(図6)。このことから、IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強は、骨髄中に存在するMSC以外の細胞によって間接的に制御されている可能性が示唆された。
Example 3-2: IL-33 enhances CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs through cell-to-cell contact between CD45 + cells and MSCs. It was examined whether -33 acts directly on bone marrow-derived MSCs to enhance its CFU-F activity or through signals of other cells. MSCs (PDGFRα + cells) were fractionated by FACS from bone marrow-derived cells prepared from PDGFRαGFP knock-in mouse femurs, and cultured in a medium supplemented with IL-33. However, under the culture condition of MSC alone, CFU-F activity was not changed by IL-33 (FIG. 6). This suggests that the enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33 may be indirectly controlled by cells other than MSCs present in bone marrow.
IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強が、MSCと他の骨髄由来細胞との細胞間接触に依拠しているか調べた。Transwellを用いて、骨髄由来細胞と骨髄由来MSCが培地を共有するが細胞同士の接触は起こらない培養条件を作り出し、骨髄由来MSCのCFU-F活性を調査した。骨髄由来MSCを骨髄由来細胞と共培養(Co-culture)するとIL-33によりCFU-F活性が増加したが、骨髄由来MSCと骨髄由来細胞の細胞間接触を抑制した条件下(Transwell)ではIL-33によるCFU-F活性に変化は見られず、IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強には、MSC以外の他の細胞とMSCとの細胞間接触が必須であることが示された(図7a)。なお、IL-33存在下で骨髄由来細胞を培養すると、液性因子としてCCL2、CCL22、オステオポンチンの分泌が促進されることが明らかとなったため(データ非開示)、これらの物質を、それぞれ培地に添加して骨髄由来細胞を培養したが、いずれの物質の添加によってもCFU-F活性は変化しなかった(データ非開示)。 It was examined whether the enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33 relies on cell-cell contact between MSCs and other bone marrow-derived cells. Using Transwell, culture conditions were established in which bone marrow-derived cells and bone marrow-derived MSCs share a medium but cells did not contact each other, and the CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs was investigated. Co-culture of bone marrow-derived MSCs with bone marrow-derived cells increased CFU-F activity by IL-33, but under conditions (Transwell) in which cell-cell contact between bone marrow-derived MSCs and bone marrow-derived cells was suppressed (Transwell). No change was observed in CFU-F activity by -33, indicating that cell-to-cell contact with other cells other than MSC and MSC is essential for enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33. (FIG. 7a). In addition, it was revealed that culturing bone marrow-derived cells in the presence of IL-33 promotes secretion of CCL2, CCL22, and osteopontin as humoral factors (data not disclosed). Bone marrow-derived cells were cultured with the addition, but CFU-F activity was not changed by the addition of any substance (data not disclosed).
さらに骨髄中に存在するどの細胞との接触が骨髄由来MSCのCFU-F活性を増強させるのか検討した。実施例3-1においてIL-33が骨髄由来細胞中のCD45陽性(CD45+)細胞を増加させたことから(図5c)、CD45陽性細胞との細胞間接触が必要なのではないかと予想し、CD45陽性細胞とCD陰性(CD45-)細胞をそれぞれFACSにより分取し、IL-33存在下で骨髄由来MSCと共培養した。CD45-細胞にはPDGFRα+細胞が含まれたが、無視できる量であった。CD45+細胞との共培養でのみ骨髄由来MSCのCFU-F活性の増強が確認でき、IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強は、CD45+細胞との細胞間接触を介して誘導されることが示された(図7b)。 Further, it was examined whether contact with any cell present in bone marrow enhances CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs. In Example 3-1, since IL-33 increased CD45 + (CD45 + ) cells in bone marrow-derived cells (FIG. 5c), it was predicted that cell-to-cell contact with CD45 + cells was necessary, CD45-positive cells and CD-negative (CD45 − ) cells were separately collected by FACS, and co-cultured with bone marrow-derived MSCs in the presence of IL-33. CD45 - cells included PDGFRα + cells, but in negligible amounts. The enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs can be confirmed only by co-culture with CD45 + cells, and the enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33 is induced through intercellular contact with CD45 + cells (FIG. 7b).
実施例3-3:IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強はMyD88シグナル経路依存的である
IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強の分子メカニズムをさらに詳細に検討した。IL-33が細胞膜受容体であるST2/IL-1受容体アクセサリータンパク質(IL-1RAP)複合体に結合すると、この受容体にアダプタータンパク質であるミエロイド系分化因子(Myeloid differentiation primary response)88(MyD88)が誘導され、MyD88は、NF-κB、p38、ERKやJNKの活性化を介して、目的遺伝子の活性を制御することが知られている。そこで、IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強におけるMyD88シグナル経路の影響を調べるために、MyD88ノックアウト(KO)マウス大腿骨から調製した骨髄由来細胞を、IL-33添加培地で培養した。MyD88KOマウスの骨髄由来細胞では、IL-33添加によるCFU-F活性に変化は認められず、IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強にはMyD88シグナル経路が必須であるがことが示された(図8a)。さらに、MyD88KOマウスの骨髄由来細胞では、IL-33によるCD45+細胞の増加も認められず(図8b)、IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強は、CD45+細胞におけるMyD88シグナル経路に依存する可能性が示唆された。
Example 3-3: Enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33 is dependent on MyD88 signal pathway The molecular mechanism of enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33 was examined in further detail. When IL-33 binds to the ST2 / IL-1 receptor accessory protein (IL-1RAP) complex, which is a cell membrane receptor, Myeloid differentiation primary response (MyD88) 88, which is an adapter protein, is bound to this receptor. ) Is induced, and MyD88 is known to regulate the activity of a target gene through the activation of NF-κB, p38, ERK and JNK. Therefore, to examine the effect of the MyD88 signaling pathway on the enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33, bone marrow-derived cells prepared from MyD88 knockout (KO) mouse femur were cultured in a medium supplemented with IL-33. . In the bone marrow-derived cells of MyD88KO mice, no change was observed in the CFU-F activity due to the addition of IL-33, indicating that the MyD88 signal pathway is essential for enhancing the CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33. (FIG. 8a). Furthermore, in the bone marrow-derived cells of MyD88KO mice, the increase of CD45 + cells by IL-33 was not observed (FIG. 8b), and the enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33 was caused by the MyD88 signal pathway in CD45 + cells. It was suggested that it might depend on.
さらに、MyD88の下流で働くことが知られるp38MAPK経路およびNF-κB経路の関与を検討した。PDGFRαGFPノックインマウス大腿骨から調製した骨髄由来細胞において、DMSO添加コントロール群とNF-κB阻害剤(BAY-11-7082)添加群ではIL-33によるCFU-F活性の増強が見られたが、p38MAPK阻害剤(SB203580)添加群ではIL-33によるCFU-F活性の変化は認められなかった(図9)。これらの結果により、IL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性増強は、MyD88シグナル経路依存的であり、さらにp38MAPK経路を介することが明らかになった。 Furthermore, the involvement of the p38 MAPK pathway and the NF-κB pathway, which are known to work downstream of MyD88, was examined. In bone marrow-derived cells prepared from PDGFRαGFP knock-in mouse femurs, IL-33 enhanced CFU-F activity in the DMSO-added control group and the NF-κB inhibitor (BAY-11-7082) -added group, but p38MAPK. In the group added with the inhibitor (SB203580), no change in CFU-F activity due to IL-33 was observed (FIG. 9). These results revealed that the enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33 was dependent on the MyD88 signal pathway and was mediated by the p38 MAPK pathway.
IL-33によってMyD88シグナル経路依存的に活性化されたCD45+細胞が、骨髄由来MSCのCFU-F活性増強を誘導する分子メカニズムを検討すべく、MSCの増殖や維持において重要であることが報告されているNotchシグナル経路の影響を調べた。具体的には、PDGFRαGFPノックインマウス大腿骨から調製した骨髄由来細胞において、Notchシグナル経路の一部であるγ-セクレターゼを阻害するDAPT((3,5-ジフルオロフェニルアセチル)-L-アラニル-L-2-フェニルグリシンtert-ブチルエステル)が、IL-33添加によるMSC増殖に与える影響を検討した。その結果、DAPT存在下ではIL-33による骨髄由来MSCのCFU-F活性の増強が抑制された(図10a)。さらに、DAPT/IL-33添加培地で培養した骨髄由来細胞をFACSで解析すると、DAPTの濃度依存的にMSC数が減少した(図10b)。一方で、DAPT/IL-33を添加しても、CD45+細胞数の増加は抑制されなかった(図10c)。 CD45 + cells activated in a MyD88 signaling pathway-dependent manner by IL-33 are important in the growth and maintenance of MSCs in order to investigate the molecular mechanism that induces the enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs. The effect of the Notch signaling pathway that has been performed was examined. Specifically, in bone marrow-derived cells prepared from PDGFRαGFP knock-in mouse femur, DAPT ((3,5-difluorophenylacetyl) -L-alanyl-L-, which inhibits γ-secretase which is a part of the Notch signal pathway, is used. The effect of 2-phenylglycine tert-butyl ester) on MSC proliferation by the addition of IL-33 was examined. As a result, in the presence of DAPT, the enhancement of CFU-F activity of bone marrow-derived MSCs by IL-33 was suppressed (FIG. 10a). Furthermore, when the bone marrow-derived cells cultured in the medium supplemented with DAPT / IL-33 were analyzed by FACS, the number of MSCs decreased in a DAPT concentration-dependent manner (FIG. 10b). On the other hand, the addition of DAPT / IL-33 did not suppress the increase in the number of CD45 + cells (FIG. 10c).
本開示により、間葉系幹細胞の取得効率の向上が可能になり、ドナーの負担軽減、間葉系幹細胞を用いる再生医療のコスト低減、間葉系幹細胞を利用した基礎研究や医薬品開発の促進等が期待される。 According to the present disclosure, it is possible to improve the efficiency of obtaining mesenchymal stem cells, reduce the burden on donors, reduce the cost of regenerative medicine using mesenchymal stem cells, promote basic research using mesenchymal stem cells, and promote drug development, etc. There is expected.
Claims (16)
a)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなるポリペプチド、
b)成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列を含み、且つ、全長IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列からなるポリペプチド、
c)全長もしくは成熟IL-33タンパク質の一部のアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
d)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列において1~10個のアミノ酸が置換、欠失、挿入もしくは付加されたアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
e)全長もしくは成熟IL-33タンパク質のアミノ酸配列と約90%以上の配列同一性を有するアミノ酸配列を含むか、または当該アミノ酸配列からなり、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、
f)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするDNAによりコードされ、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド、および
g)全長もしくは成熟IL-33タンパク質をコードする核酸配列と約90%以上の配列同一性を有する核酸配列によりコードされ、CD45陽性細胞を活性化させるポリペプチド
からなる群から選択される、請求項4に記載の方法。 IL-33,
a) a polypeptide comprising or consisting of the amino acid sequence of full-length or mature IL-33 protein;
b) a polypeptide comprising the amino acid sequence of mature IL-33 protein and consisting of a partial amino acid sequence of full-length IL-33 protein;
c) a polypeptide that comprises or consists of the amino acid sequence of a part of the full-length or mature IL-33 protein and activates CD45-positive cells;
d) Activating CD45-positive cells, comprising or consisting of an amino acid sequence in which 1 to 10 amino acids have been substituted, deleted, inserted or added in the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein Polypeptide,
e) a polypeptide which comprises or consists of an amino acid sequence having about 90% or more sequence identity with the amino acid sequence of the full-length or mature IL-33 protein, and which activates CD45-positive cells;
f) a polypeptide encoded by DNA that hybridizes under stringent conditions to a nucleic acid sequence encoding a full-length or mature IL-33 protein and activating CD45-positive cells; and g) a full-length or mature IL-33 protein. 5. The method of claim 4, wherein the method is selected from the group consisting of a polypeptide encoded by a nucleic acid sequence having about 90% or more sequence identity to the encoding nucleic acid sequence and activating CD45 positive cells.
1)対照培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、
2)対照培地に被験物質を添加した培地を用いて間葉系幹細胞をCD45陽性細胞と共培養する工程、および、
3)工程2)によって得られた間葉系幹細胞の数が工程1)によって得られた間葉系幹細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、間葉系幹細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。 A method for screening a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells, comprising the following steps:
1) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a control medium,
2) co-culturing mesenchymal stem cells with CD45-positive cells using a medium in which a test substance is added to a control medium; and
3) When the number of mesenchymal stem cells obtained in step 2) is larger than the number of mesenchymal stem cells obtained in step 1), the test substance is replaced with a substance that promotes the growth of mesenchymal stem cells. Selecting as candidates.
1)対照培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、
2)IL-33を対照培地に添加した培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、
3)対照培地に被験物質を添加した培地を用いてCD45陽性細胞を培養する工程、および、
4)工程2)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも多く、且つ、工程3)によって得られたCD45陽性細胞の数が工程1)によって得られたCD45陽性細胞の数よりも多い場合に、当該被験物質を、CD45陽性細胞の増殖を促進する物質の候補として選択する工程。 A method for screening a substance that promotes the growth of CD45-positive cells, comprising the following steps:
1) culturing CD45-positive cells using a control medium,
2) a step of culturing CD45-positive cells using a medium in which IL-33 is added to a control medium;
3) a step of culturing CD45-positive cells using a control medium supplemented with a test substance, and
4) The number of CD45-positive cells obtained in step 2) is greater than the number of CD45-positive cells obtained in step 1), and the number of CD45-positive cells obtained in step 3) is A step of selecting the test substance as a candidate for a substance that promotes the proliferation of CD45-positive cells when the number is larger than the number of obtained CD45-positive cells.
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